陳梅珍
我們知道二次函數(shù)的圖像是拋物線(xiàn),在考查二次函數(shù)知識(shí)時(shí),常常會(huì)出現(xiàn)一類(lèi)由二次函數(shù)圖像即拋物線(xiàn)提供信息,利用二次函數(shù)性質(zhì)作推理判斷的題目。解決這類(lèi)問(wèn)題,我們必須熟悉二次函數(shù)表達(dá)式中的字母系數(shù)與拋物線(xiàn)之間的關(guān)系,學(xué)會(huì)看二次函數(shù)y=ax2+bx+c的圖像,具備從函數(shù)圖像中獲取信息的能力。
看拋物線(xiàn)的開(kāi)口方向和大小:拋物線(xiàn)開(kāi)口向上,a>0;拋物線(xiàn)開(kāi)口向下,a<0;拋物線(xiàn)開(kāi)口越小,[a]越大;拋物線(xiàn)開(kāi)口越大,[a]越小。
看拋物線(xiàn)對(duì)稱(chēng)軸所在位置:系數(shù)a與系數(shù)b一起決定拋物線(xiàn)對(duì)稱(chēng)軸x=[-b2a]的位置。對(duì)稱(chēng)軸是y軸,則b=0;對(duì)稱(chēng)軸在y軸的左側(cè),則a、b同號(hào);對(duì)稱(chēng)軸在y軸的右側(cè),則a、b異號(hào)。
看拋物線(xiàn)與y軸的位置:由x=0時(shí)y=c,可知拋物線(xiàn)與y軸交于(0,c)。當(dāng)拋物線(xiàn)與y軸的交點(diǎn)在x軸上方時(shí),c>0;當(dāng)拋物線(xiàn)與y軸的交點(diǎn)在x軸下方時(shí),c<0;當(dāng)拋物線(xiàn)經(jīng)過(guò)原點(diǎn)時(shí),c=0。
看拋物線(xiàn)與x軸有無(wú)公共點(diǎn):拋物線(xiàn)與x軸有兩個(gè)交點(diǎn),則b2-4ac>0;拋物線(xiàn)與x軸有一個(gè)公共點(diǎn),則b2-4ac=0;拋物線(xiàn)與x軸沒(méi)有公共點(diǎn),則b2-4ac<0。
還可以看看拋物線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)性、拋物線(xiàn)的增減性、某些特殊點(diǎn)的位置等,以此進(jìn)一步推理判斷。
例1 如圖1,已知二次函數(shù)y=ax2+bx+c的圖像與x軸交于(-3,0),頂點(diǎn)是(-1,m)。結(jié)合圖像分析下列結(jié)論:①abc>0;②4a+2b+c>0;③若y≥c,則x≤-2或x≥0;④b+c=[12]m。正確的是 (填序號(hào)) 。
【解析】看拋物線(xiàn),開(kāi)口向上,所以a>0。
看拋物線(xiàn)的趨勢(shì),拋物線(xiàn)與y軸相交于負(fù)半軸,所以c<0。
看拋物線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)軸,在y軸左邊,所以[-b2a]<0,又因?yàn)閍>0,所以b>0。
由此分析出abc<0,故①錯(cuò)誤。
因?yàn)槎魏瘮?shù)y=ax2+bx+c的圖像與x軸交于(-3,0),頂點(diǎn)是(-1,m),
根據(jù)拋物線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)性,可知拋物線(xiàn)與x軸的另一個(gè)交點(diǎn)為(1,0)。
因?yàn)閽佄锞€(xiàn)開(kāi)口向上,所以橫坐標(biāo)為2的點(diǎn)在x軸上方,所以當(dāng)x=2時(shí),y=4a+2b+c>0,故②正確。
由拋物線(xiàn)的頂點(diǎn)是(-1,m),得拋物線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)軸是直線(xiàn)x=-1,所以[-b2a]=-1,即b=2a。再把y=c,b=2a代入y=ax2+bx+c,得ax2+2ax+c=c,所以x2+2x=0,解得x=0或-2。結(jié)合圖像,當(dāng)y≥c,則x≤-2或x≥0,故③正確。
把(-1,m),(1,0)代入y=ax2+bx+c,得a-b+c=m,a+b+c=0。又因?yàn)閎=2a,所以b=[-12]m,a=[-14]m,c=[34]m,所以b+c=[14]m,故④錯(cuò)誤。
綜合上述,正確的是②③。
例2 如圖2,拋物線(xiàn)y=ax2+bx+c的頂點(diǎn)坐標(biāo)為(1,n)。結(jié)合圖像分析下列結(jié)論:①8a+c<0;②關(guān)于x的一元二次方程ax2+bx+c=n-1有兩個(gè)不相等實(shí)數(shù)根;③拋物線(xiàn)上有兩點(diǎn)P(x1,y1)和Q(x2,y2),若x1<1
【解析】由拋物線(xiàn)的頂點(diǎn)坐標(biāo)為(1,n),得拋物線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)軸為直線(xiàn)x=1,所以[-b2a]=1,即b=-2a。
因?yàn)辄c(diǎn)A(-1,0)關(guān)于直線(xiàn)x=1的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)為(3,0),所以9a+3b+c=0。
將b=-2a代入9a+3b+c=0,得3a+c=0,所以8a+c=5a<0,故①正確。
因?yàn)轫旤c(diǎn)坐標(biāo)為(1,n),所以?huà)佄锞€(xiàn)ax2+bx+c=n有唯一解。
當(dāng)y=n-1時(shí),與拋物線(xiàn)有兩個(gè)交點(diǎn),故②正確。
因?yàn)閤1<1
拋物線(xiàn)關(guān)于x=1對(duì)稱(chēng),x<1時(shí),y隨x的增大而增大,x>1時(shí),y隨x的增大而減小,
所以y1>y2,故③正確。
因?yàn)閽佄锞€(xiàn)y=ax2+bx+c的頂點(diǎn)坐標(biāo)為(1,n),所以x=1時(shí),函數(shù)值y取最大值。
因?yàn)閤=1時(shí),函數(shù)值y=a+b+c;x=m時(shí),函數(shù)值y=am2+bm+c,
所以am2+bm+c≤a+b+c,所以am2+bm≤a+b,即m(am+b)≤a+b(m為實(shí)數(shù))成立,故④正確。
綜合上述,正確的是①②③④。
利用二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a≠0)的圖像解決問(wèn)題,我們需要仔細(xì)觀察題目所給出的圖像,認(rèn)真解讀圖像所反映出來(lái)的重要信息,然后根據(jù)解讀出來(lái)的圖像信息,結(jié)合圖像與性質(zhì),逐條分析并推理判斷各個(gè)結(jié)論的正確性。
(作者單位:江蘇省蘇州市吳中區(qū)甪直甫里中學(xué))