吳存紅
二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a、b、c是常數(shù),且a≠0)是描述現(xiàn)實(shí)世界變量之間關(guān)系的重要數(shù)學(xué)模型,其圖像和性質(zhì)都比一次函數(shù)和反比例函數(shù)復(fù)雜,二次函數(shù)與一元二次方程聯(lián)系緊密,相關(guān)的計(jì)算量也較大,特別是二次函數(shù)的應(yīng)用更加廣泛和靈活多變,因此本章的學(xué)習(xí)有一定難度,同學(xué)們常常會(huì)在以下方面出現(xiàn)錯(cuò)誤.
易錯(cuò)點(diǎn)一 概念不清,忽略系數(shù)
例1 已知二次函數(shù)y=kx2-6x+3的圖像與x軸有交點(diǎn),則k的取值范圍是( )
A.k<3 B.k<3且k≠0
C.k≤3 D.k≤3且k≠0
【錯(cuò)解】選C.由題意,得Δ=(-6)2-4k·3≥0,解得k≤3,故選C.
【正解】選D.由題意,得Δ=(-6)2-4k·3≥0且k≠0,解得k≤3且k≠0,故選D.
【點(diǎn)評(píng)】當(dāng)k=0時(shí),二次項(xiàng)系數(shù)為0,此時(shí)原函數(shù)不是二次函數(shù).欲求k的取值范圍,須同時(shí)滿足:①函數(shù)是二次函數(shù);②圖像與x軸有交點(diǎn).不能只注意Δ≥0而忽略了二次項(xiàng)系數(shù)不等于0.
例2 若y關(guān)于x的函數(shù)y=(a-2)x2-(2a-1)x+a的圖像與坐標(biāo)軸有兩個(gè)交點(diǎn),求a的值.
【錯(cuò)解】因?yàn)楹瘮?shù)y=(a-2)x2-(2a-1)x+a的圖像與坐標(biāo)軸有兩個(gè)交點(diǎn),而其中與y軸有一個(gè)交點(diǎn)(0,a),則與x軸就只有一個(gè)交點(diǎn),所以關(guān)于x的一元二次方程(a-2)x2-(2a-1)x+a=0有兩個(gè)相等的實(shí)數(shù)根,所以Δ=[-(2a-1)]2-4(a-2)·a=0,解得a=-[14].
【正解】當(dāng)函數(shù)y是x的一次函數(shù)時(shí),a=2,函數(shù)的解析式為y=-3x+2,函數(shù)圖像與y軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為(0,2),與x軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為[23,0],所以a=2符合題意;
當(dāng)函數(shù)y是x的二次函數(shù)時(shí),因?yàn)楹瘮?shù)y=(a-2)x2-(2a-1)x+a的圖像與坐標(biāo)軸有兩個(gè)交點(diǎn),而其中與y軸有一個(gè)交點(diǎn)(0,a),則與x軸就只有一個(gè)交點(diǎn),所以關(guān)于x的一元二次方程(a-2)x2-(2a-1)x+a=0有兩個(gè)相等的實(shí)數(shù)根,所以Δ=[-(2a-1)]2-4(a-2)·a=0,解得a=-[14];
而當(dāng)a=0時(shí),與y軸的交點(diǎn)為原點(diǎn),此時(shí),解析式為y=-2x2+x,它的圖像與x軸還有一個(gè)交點(diǎn)[12,0],符合題意.
綜上所述,a=2或a=-[14]或a=0.
【點(diǎn)評(píng)】本題關(guān)于函數(shù)的描述是“y關(guān)于x的函數(shù)”,并沒(méi)有指明是二次函數(shù),而且二次項(xiàng)系數(shù)(a-2)的取值不確定,所以需要分情況進(jìn)行討論.
易錯(cuò)點(diǎn)二 已知圖像,忽略隱含
例3 如圖1,已知二次函數(shù)y=x2+bx+c的圖像與y軸交于點(diǎn)C,與x軸的正半軸交于A、B,且AB=2,S△ABC=3,則b的值為( ).
A.-5 B.4或-4 C.4 D.-4
【錯(cuò)解】選B.根據(jù)題意AB=2,S△ABC=3,得OC=3,所以C(0,3),即c=3.
由AB=2,得方程x2+bx+c=0的兩根值差為2,所以[-b+b2-122]-[-b-b2-122]=2,
解得b=±4.故選B.
【正解】選D.
【點(diǎn)評(píng)】錯(cuò)解中忽略了“拋物線的對(duì)稱軸x=-[b2]在y軸的右側(cè)”這一隱含條件,正確的解法應(yīng)是同時(shí)考慮-[b2]>0,得b<0,所以b=4應(yīng)舍去,故應(yīng)選D.
易錯(cuò)點(diǎn)三 交點(diǎn)問(wèn)題,忽略前提
例4 已知拋物線y=-[12]x2+(6-[m2])x+m-3與x軸有兩個(gè)交點(diǎn)A、B,且A、B關(guān)于y軸對(duì)稱,求此拋物線的解析式.
【錯(cuò)解】因?yàn)锳、B關(guān)于y軸對(duì)稱,所以拋物線對(duì)稱軸為y軸,即直線x=-[b2a]=0,所以-[6-m21]=0,解得m=6或m=-6.
所以所求的拋物線的解析式為y=-[12]x2+3或y=-[12]x2-9.
【正解】因?yàn)锳、B關(guān)于y軸對(duì)稱,所以拋物線對(duì)稱軸為y軸,即直線x=-[b2a]=0,所以-[6-m21]=0,解得m=6或m=-6.
當(dāng)m=6時(shí),拋物線的解析式為y=-[12]x2+3,此時(shí)Δ=b2-4ac=6>0,拋物線y=-[12]x2+3與x軸有兩個(gè)交點(diǎn),符合題意;
當(dāng)m=-6時(shí),拋物線的解析式為y=-[12]x2-9,此時(shí)Δ=b2-4ac=-18<0,拋物線y=-[12]x2-9與x軸沒(méi)有交點(diǎn),不符合題意,舍去.
所以所求的解析式為y=-[12]x2+3.
【點(diǎn)評(píng)】拋物線與x軸有兩個(gè)交點(diǎn),等價(jià)于,相應(yīng)的一元二次方程有兩個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根.所以必須滿足前提條件:b2-4ac>0.也就是說(shuō),拋物線與x軸的交點(diǎn)問(wèn)題,一定不能忽略前提b2-4ac的范圍!同學(xué)們可以思考:拋物線與x軸有一個(gè)交點(diǎn)的時(shí)候,b2-4ac應(yīng)該滿足什么條件?而拋物線與x軸沒(méi)有交點(diǎn)的時(shí)候,b2-4ac又該滿足什么條件?
易錯(cuò)點(diǎn)四 最值問(wèn)題,一頂兩端
例5 求二次函數(shù)y=x2+4x+5(-3≤x≤0)的最大值和最小值.
【錯(cuò)解】當(dāng)x=-3時(shí),y=2;當(dāng)x=0時(shí),y=5.所以,當(dāng)-3≤x≤0時(shí),y最小值=2,y最大值=5.
【正解】二次函數(shù)y=x2+4x+5圖像的對(duì)稱軸是直線x=-2,頂點(diǎn)坐標(biāo)是(-2,1),如圖2,它的圖像是位于-3≤x≤0范圍內(nèi)的一段,顯然圖像的最高點(diǎn)是端點(diǎn)C(0,5),最低點(diǎn)是頂點(diǎn)B(-2,1)而不是端點(diǎn)A,所以,當(dāng)-3≤x≤0時(shí),y最小值=1,y最大值=5.
【點(diǎn)評(píng)】在自變量x的給定范圍內(nèi),二次函數(shù)的最大值和最小值可能在三點(diǎn)處取得:頂點(diǎn)和兩個(gè)端點(diǎn)(簡(jiǎn)稱“一頂兩端”).我們首先要判斷的是頂點(diǎn)處的最值是否可取?再來(lái)比較兩個(gè)端點(diǎn)處的函數(shù)值大小就可以輕松解決問(wèn)題!
同學(xué)們還可以用類似的方法嘗試解決下面的兩個(gè)問(wèn)題:
(1)二次函數(shù)y=x2+4x+5(-3≤x≤1)的最大值是 ,最小值是 .
(2)二次函數(shù)y=x2+4x+5(-1≤x≤3)的最大值是 ,最小值是 .
(作者單位:江蘇省太倉(cāng)市沙溪實(shí)驗(yàn)中學(xué))