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二次函数的

编辑:chaxungu时间:2022-09-28 08:12:21分类:数理化学

目录·i.定义与定义表达式
·ii.二次函数的三种表达式
·iii.二次函数的图像
·iv.抛物线的性质
·v.二次函数与一元二次方程


i.定义与定义表达式一般地,自变量x和因变量y之间存在如下关系:
y=ax^2+bx+c
(a,b,c为常数,a≠0,且a决定函数的开口方向,a>0时,开口方向向上,a<0时,开口方向向下,iai还可以决定开口大小,iai越大开口就越小,iai越小开口就越大.)
则称y为x的二次函数。
二次函数表达式的右边通常为二次三项式。
x是自变量,y是x的函数


ii.二次函数的三种表达式一般式:y=ax^2+bx+c(a,b,c为常数,a≠0)
顶点式:y=a(x-h)^2+k[抛物线的顶点p(h,k)]
交点式:y=a(x-x₁)(x-x₂)[仅限于与x轴有交点a(x₁,0)和b(x₂,0)的抛物线]
注:在3种形式的互相转化中,有如下关系:
                 ______
h=-b/2ak=(4ac-b^2)/4ax₁,x₂=(-b±√b^2-4ac)/2a

iii.二次函数的图像在平面直角坐标系中作出二次函数y=x^2的图像,
可以看出,二次函数的图像是一条抛物线。

iv.抛物线的性质1.抛物线是轴对称图形。对称轴为直线
x=-b/2a。
对称轴与抛物线唯一的交点为抛物线的顶点p。
特别地,当b=0时,抛物线的对称轴是y轴(即直线x=0)
2.抛物线有一个顶点p,坐标为
p(-b/2a,(4ac-b^2)/4a)
当-b/2a=0时,p在y轴上;当Δ=b^2-4ac=0时,p在x轴上。
3.二次项系数a决定抛物线的开口方向和大小。
当a>0时,抛物线向上开口;当a<0时,抛物线向下开口。
|a|越大,则抛物线的开口越小。
4.一次项系数b和二次项系数a共同决定对称轴的位置。
当a与b同号时(即ab>0),对称轴在y轴左;
当a与b异号时(即ab<0),对称轴在y轴右。
5.常数项c决定抛物线与y轴交点。
抛物线与y轴交于(0,c)
6.抛物线与x轴交点个数
Δ=b^2-4ac>0时,抛物线与x轴有2个交点。
Δ=b^2-4ac=0时,抛物线与x轴有1个交点。
                              _______
Δ=b^2-4ac<0时,抛物线与x轴没有交点。x的取值是虚数(x=-b±√b^2-4ac的值的相反数,乘上虚数i,整个式子除以2a)

v.二次函数与一元二次方程特别地,二次函数(以下称函数)y=ax^2+bx+c,
当y=0时,二次函数为关于x的一元二次方程(以下称方程),
即ax^2+bx+c=0
此时,函数图像与x轴有无交点即方程有无实数根。
函数与x轴交点的横坐标即为方程的根。

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1.二次函数y=ax^2,y=a(x-h)^2,y=a(x-h)^2+k,y=ax^2+bx+c(各式中,a≠0)的图象形状相同,只是位置不同,它们的顶点坐标及对称轴如下表:

解析式
y=ax^2
y=a(x-h)^2
y=a(x-h)^2+k
y=ax^2+bx+c

顶点坐标
(0,0)
(h,0)
(h,k)
(-b/2a,[4ac-b^2]/4a)

对称轴
x=0
x=h
x=h
x=-b/2a

  当h>0时,y=a(x-h)^2的图象可由抛物线y=ax^2向右平行移动h个单位得到,
  当h<0时,则向左平行移动|h|个单位得到.
  当h>0,k>0时,将抛物线y=ax^2向右平行移动h个单位,再向上移动k个单位,就可以得到y=a(x-h)^2+k的图象;
  当h>0,k<0时,将抛物线y=ax^2向右平行移动h个单位,再向下移动|k|个单位可得到y=a(x-h)^2+k的图象;
  当h<0,k>0时,将抛物线向左平行移动|h|个单位,再向上移动k个单位可得到y=a(x-h)^2+k的图象;
  当h<0,k<0时,将抛物线向左平行移动|h|个单位,再向下移动|k|个单位可得到y=a(x-h)^2+k的图象;
  因此,研究抛物线y=ax^2+bx+c(a≠0)的图象,通过配方,将一般式化为y=a(x-h)^2+k的形式,可确定其顶点坐标、对称轴,抛物线的大体位置就很清楚了.这给画图象提供了方便.
  2.抛物线y=ax^2+bx+c(a≠0)的图象:当a>0时,开口向上,当a<0时开口向下,对称轴是直线x=-b/2a,顶点坐标是(-b/2a,[4ac-b^2]/4a).
  3.抛物线y=ax^2+bx+c(a≠0),若a>0,当x≤-b/2a时,y随x的增大而减小;当x≥-b/2a时,y随x的增大而增大.若a<0,当x≤-b/2a时,y随x的增大而增大;当x≥-b/2a时,y随x的增大而减小.
  4.抛物线y=ax^2+bx+c的图象与坐标轴的交点:
  (1)图象与y轴一定相交,交点坐标为(0,c);
  (2)当△=b^2-4ac>0,图象与x轴交于两点a(x₁,0)和b(x₂,0),其中的x1,x2是一元二次方程ax^2+bx+c=0
(a≠0)的两根.这两点间的距离ab=|x₂-x₁|另外,抛物线上任何一对对称点的距离可以由|2×(-b/2a)-a|(a为其中一点)
  当△=0.图象与x轴只有一个交点;
  当△<0.图象与x轴没有交点.当a>0时,图象落在x轴的上方,x为任何实数时,都有y>0;当a<0时,图象落在x轴的下方,x为任何实数时,都有y<0.
  5.抛物线y=ax^2+bx+c的最值:如果a>0(a<0),则当x=-b/2a时,y最小(大)值=(4ac-b^2)/4a.
  顶点的横坐标,是取得最值时的自变量值,顶点的纵坐标,是最值的取值.
  6.用待定系数法求二次函数的解析式
  (1)当题给条件为已知图象经过三个已知点或已知x、y的三对对应值时,可设解析式为一般形式:
y=ax^2+bx+c(a≠0).
  (2)当题给条件为已知图象的顶点坐标或对称轴时,可设解析式为顶点式:y=a(x-h)^2+k(a≠0).
  (3)当题给条件为已知图象与x轴的两个交点坐标时,可设解析式为两根式:y=a(x-x₁)(x-x₂)(a≠0).
  7.二次函数知识很容易与其它知识综合应用,而形成较为复杂的综合题目。因此,以二次函数知识为主的综合性题目是中考的热点考题,往往以大题形式出现.

中考典例
  1.(北京西城区)抛物线y=x2-2x+1的对称轴是( )
  (a)直线x=1   (b)直线x=-1  (c)直线x=2   (d)直线x=-2
  考点:二次函数y=ax2+bx+c的对称轴.
  评析:因为抛物线y=ax2+bx+c的对称轴方程是:y=-,将已知抛物线中的a=1,b=-2代入,求得x=1,故选项a正确.
  另一种方法:可将抛物线配方为y=a(x-h)2+k的形式,对称轴为x=h,已知抛物线可配方为y=(x-1)2,所以对称轴x=1,应选a.
  2.(北京东城区)有一个二次函数的图象,三位学生分别说出了它的一些特点:
  甲:对称轴是直线x=4;
  乙:与x轴两个交点的横坐标都是整数;
  丙:与y轴交点的纵坐标也是整数,且以这三个交点为顶点的三角形面积为3.
  请你写出满足上述全部特点的一个二次函数解析式:                .
  考点:二次函数y=ax2+bx+c的求法
  评析:设所求解析式为y=a(x-x1)(x-x2),且设x1<x2,则其图象与y轴两交点分别是a(x1,0),b(x2,0),与y轴交点坐标是(0,ax1x2).
  ∵抛物线对称轴是直线x=4,
  ∴x2-4=4-x1即:x1+x2=8    ①
  ∵s△abc=3,∴(x2-x1)·|ax1x2|=3,
  即:x2-x1=    ②
  ①②两式相加减,可得:x2=4+,x1=4-
  ∵x1,x2是整数,ax1x2也是整数,∴ax1x2是3的约数,共可取值为:±1,±3。
  当ax1x2=±1时,x2=7,x1=1,a=±

  当ax1x2=±3时,x2=5,x1=3,a=±
  因此,所求解析式为:y=±(x-7)(x-1)或y=±(x-5)(x-3)
  即:y=x2-x+1或y=-x2+x-1或y=x2-x+3或y=-x2+x-3
  说明:本题中,只要填出一个解析式即可,也可用猜测验证法。例如:猜测与x轴交点为a(5,0),b(3,0)。再由题设条件求出a,看c是否整数。若是,则猜测得以验证,填上即可。
  5.(河北省)如图13-28所示,二次函数y=x2-4x+3的图象交x轴于a、b两点,交y轴于点c,则△abc的面积为( )
  a、6    b、4    c、3    d、1
  考点:二次函数y=ax2+bx+c的图象及性质的运用。
  评析:由函数图象可知c点坐标为(0,3),再由x2-4x+3=0可得x1=1,x2=3所以a、b两点之间的距离为2。那么△abc的面积为3,故应选c。
图13-28  

  6.(安徽省)心理学家发现,学生对概念的接受能力y与提出概念所用的时间x(单位:分)之间满足函数关系:y=-0.1x2+2.6x+43(0<x<30)。y值越大,表示接受能力越强。
  (1)x在什么范围内,学生的接受能力逐步增强?x在什么范围内,学生的接受能力逐步降低?
  (2)第10分时,学生的接受能力是什么?
  (3)第几分时,学生的接受能力最强?
  考点:二次函数y=ax2+bx+c的性质。
  评析:将抛物线y=-0.1x2+2.6x+43变为顶点式为:y=-0.1(x-13)2+59.9,根据抛物线的性质可知开口向下,当x≤13时,y随x的增大而增大,当x>13时,y随x的增大而减小。而该函数自变量的范围为:0≤x≤30,所以两个范围应为0≤x≤13;13≤x≤30。将x=10代入,求函数值即可。由顶点解析式可知在第13分钟时接受能力为最强。解题过程如下:
  解:(1)y=-0.1x2+2.6x+43=-0.1(x-13)2+59.9
  所以,当0≤x≤13时,学生的接受能力逐步增强。
  当13<x≤30时,学生的接受能力逐步下降。
  (2)当x=10时,y=-0.1(10-13)2+59.9=59。
  第10分时,学生的接受能力为59。
  (3)x=13时,y取得最大值,
  所以,在第13分时,学生的接受能力最强。

  9.(河北省)某商店经销一种销售成本为每千克40元的水产品.据市场分析,若按每千克50元销售,一个月能售出500千克;销售单价每涨1元,月销售量就减少10千克.针对这种水产品的销售情况,请解答以下问题:
  (1)当销售单价定为每千克55元时,计算月销售量和月销售利润;
  (2)设销售单价为每千克x元,月销售利润为y元,求y与x的函数关系式(不必写出x的取值范围);
  (3)商店想在月销售成本不超过10000元的情况下,使得月销售利润达到8000元,销售单价应定为多少?
  解:(1)当销售单价定为每千克55元时,月销售量为:500╟(55╟50)×10=450(千克),所以月销售利润为
:(55╟40)×450=6750(元).
  (2)当销售单价定为每千克x元时,月销售量为:[500╟(x╟50)×10]千克而每千克的销售利润是:(x╟40)元,所以月销售利润为:
  y=(x╟40)[500╟(x╟50)×10]=(x╟40)(1000╟10x)=╟10x2+1400x╟40000(元),
  ∴y与x的函数解析式为:y=╟10x2+1400x╟40000.
  (3)要使月销售利润达到8000元,即y=8000,∴╟10x2+1400x╟40000=8000,
  即:x2╟140x+4800=0,
  解得:x1=60,x2=80.
  当销售单价定为每千克60元时,月销售量为:500╟(60╟50)×10=400(千克),月销售成本为:
40×400=16000(元);
  当销售单价定为每千克80元时,月销售量为:500╟(80╟50)×10=200(千克),月销售单价成本为:
40×200=8000(元);
  由于8000<10000<16000,而月销售成本不能超过10000元,所以销售单价应定为每千克80元.


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