二次函數(shù)是初中數(shù)學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容,也是中考的熱點(diǎn),下面就同學(xué)們應(yīng)該掌握的三個(gè)重要方面予以舉例說(shuō)明.
一、 運(yùn)用二次函數(shù)的對(duì)稱性解題
例1 如圖,已知拋物線y=x2+bx+c的對(duì)稱軸為直線x=2,點(diǎn)A、B均在拋物線上,且直線AB與x軸平行,其中點(diǎn)A的坐標(biāo)為(0,3),則點(diǎn)B的坐標(biāo)為( ).
A. (2,3) B. (3,2)
C. (3,3) D. (4,3)
【評(píng)析】根據(jù)拋物線的對(duì)稱性,點(diǎn)B就是點(diǎn)A關(guān)于直線x=2對(duì)稱的點(diǎn),因而點(diǎn)B的坐標(biāo)為(4,3).
例2 二次函數(shù)y=ax2+bx+c的部分對(duì)應(yīng)值如下表:
則m的值為_______.
【評(píng)析】本題的常規(guī)方法是先代入三個(gè)點(diǎn)求出函數(shù)解析式,然后取自變量x=4求出m的值. 此方法雖然可行,但有一定的計(jì)算量. 如果從該函數(shù)圖象的對(duì)稱性入手,可知拋物線的對(duì)稱軸方程為x=■(1+3)=2. 橫坐標(biāo)為4與0的點(diǎn)恰為一對(duì)對(duì)稱點(diǎn),∴m的值為-1.
練習(xí)1 已知二次函數(shù)y=ax2+bx+c的圖象經(jīng)過(guò)A(-2,6)、B(4,6)、C(1,-3),求該函數(shù)解析式.
【提示】可以用三點(diǎn)代入法,但考慮到拋物線的對(duì)稱性也可以模仿上例判斷出拋物線頂點(diǎn)為C,改用頂點(diǎn)式求出函數(shù)解析式y(tǒng)=x2-2x-2.
二、 判別由系數(shù)構(gòu)成的代數(shù)式的符號(hào)
例3 右圖是二次函數(shù)y=ax2+bx+c圖象的一部分. 圖象經(jīng)過(guò)A點(diǎn)(3,0),二次函數(shù)圖象對(duì)稱軸為x=1. 給出四個(gè)結(jié)論:①b2>4ac; ②bc<0; ③2a+b=0; ④a+b+c=0. 其中正確的結(jié)論是_______.
【評(píng)析】學(xué)習(xí)二次函數(shù)時(shí),要能夠利用圖象判別系數(shù)及其代數(shù)式的符號(hào). 根據(jù)圖象的開口方向確定二次項(xiàng)的系數(shù)a的符號(hào),開口向下,a<0;根據(jù)對(duì)稱軸的位置確定b的符號(hào),直線x=-■=1>0,又a<0,所以b>0,等式-■=1變形后可知③成立;根據(jù)圖象與y軸的交點(diǎn)位置確定c的符號(hào),此題圖象與y軸交于正半軸,c>0,所以②錯(cuò)誤;根據(jù)圖象與x軸的交點(diǎn)個(gè)數(shù)判斷b2-4ac的符號(hào),此拋物線與x軸有兩個(gè)交點(diǎn)(另一個(gè)交點(diǎn)延長(zhǎng)拋物線即可得),所以b2-4ac>0,故①正確;把橫坐標(biāo)x=1代入y=ax2+bx+c,得y=a+b+c>0,故④錯(cuò)誤. 用同樣的方法還可以判斷一些代數(shù)式的符號(hào),如將x=3代入y=ax2+bx+c,得到y(tǒng)=9a+3b+c=0.
練習(xí)2 如圖是二次函數(shù)y=ax2+bx+c圖象的一部分,其對(duì)稱軸為x=-1,且過(guò)點(diǎn)(-3,0). 下列說(shuō)法:①abc<0;②2a-b=0;③4a+2b+c<0;④若(-5,y1)、(2,y2)是拋物線上兩點(diǎn),則y1>y2. 其中說(shuō)法正確的是( ).
A. ①② B. ②③
C. ①②④ D. ②③④
【提示】根據(jù)圖象得出a>0,b=2a>0,c<0,即可判斷①②正確;把x=2代入拋物線的解析式即可判斷③錯(cuò)誤,求出點(diǎn)(-5,y1)關(guān)于對(duì)稱軸的對(duì)稱點(diǎn)的坐標(biāo)是(3,y1),根據(jù)當(dāng)x>-1時(shí),y隨x的增大而增大即可判斷④正確. 本題答案為C.
三、 構(gòu)造二次函數(shù)解非函數(shù)題
例4 已知關(guān)于x的一元二次方程x2-(k-3)x-4=0有兩個(gè)不等的實(shí)數(shù)根,且有一根1 【評(píng)析】若用求根公式,初中階段無(wú)法解出所列的不等式組. 我們知道二次方程與二次函數(shù)有密切的聯(lián)系,因此可以考慮構(gòu)造二次函數(shù),借助于拋物線求解. 令y=x2-(k-3)x-4. ∵x1x2=-4<0,1 ∴拋物線圖象大致如圖,由圖象知,當(dāng)x=1時(shí),對(duì)應(yīng)函數(shù)值小于0;當(dāng)x=2時(shí),對(duì)應(yīng)函數(shù)值大于0,即1-(k-3)-4<0,4-2(k-3)-4>0,解得0 練習(xí)3 已知方程x2+(2m+6)x+2m+4=0有兩個(gè)實(shí)數(shù)根,且兩個(gè)根都小于3,求m的取值范圍. 【提示】令y=x2+(2m+6)x+2m+4,拋物線開口向上且與x軸有兩個(gè)交點(diǎn). 綜合考慮x=3時(shí)函數(shù)值大于0、x1+x2<6、Δ>0這三個(gè)條件可得出m的范圍為m>-■. 例5 如圖,在矩形ABCD中,AD=10,AB=20,動(dòng)點(diǎn)P在邊CD上,且與C、D不重合,過(guò)點(diǎn)A作AP的垂線與CB的延長(zhǎng)線相交于點(diǎn)Q. 連PQ,M為PQ的中點(diǎn),MN⊥QC,求線段BM的最小值. 【評(píng)析】線段BM的長(zhǎng)度與點(diǎn)P的位置有關(guān),若設(shè)DP=x,由圖形關(guān)系可用含x的代數(shù)式表示MN和BN,由勾股定理BM2=BN2+MN2,可令y=BM2,重點(diǎn)在于建立y與x的函數(shù)關(guān)系,利用二次函數(shù)的最值求解. 【解答提示】設(shè)DP=x,BM2=y,則PC=20-x,易證MN是△PQC的中位線,∴MN=■=■,再由△ABQ∽△ADP,可得BQ=2x,QC=2x+10,QN=■=x+5,∴BN=BQ-QN=x-5,在Rt△BMN中,由勾股定理可得: y=BM2=MN2+BN2=■2+(x-5)2=■(x-8)2+45. ∴當(dāng)x=8時(shí),y最小=45,故線段BM最小=■=3■. 練習(xí)4 如圖,正方形ABCD的邊長(zhǎng)為4,動(dòng)點(diǎn)P在邊AD上,MP⊥BP,求DM的最大值. 【提示】令A(yù)P=x,DM=y,易證△PDM∽△BAP,由相似三角形對(duì)應(yīng)邊成比例建立y與x之間的函數(shù)關(guān)系,利用二次函數(shù)最值求得線段DM的最大值為1.