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二次函數(shù)

 天才唐 2015-07-22

二次函數(shù)一般地,把形如y=ax^2+bx+c(其中a,b,c是常數(shù),a≠0,bc可以為0)的函數(shù)叫做二次函數(shù)(quadratic function),其中a稱為二次項系數(shù),b為一次項系數(shù),c為常數(shù)項。x為自變量,y為因變量。等號右邊自變量的最高次數(shù)是2。二次函數(shù)圖像是軸對稱圖形。對稱軸為直線x=-b/2a。頂點坐標[-b/2a,(4ac-b^2)/4a]交點式為y=a(X-x1)(X-x2) [僅限于與x軸有交點A(x1,0)和 B(x2,0)的拋物線]

注意:“變量”不同于“自變量”,不能說“二次函數(shù)是指自變量的最高次數(shù)為二次的多項式函數(shù)”?!?a target="_blank" ss_c="ssc.citiao.link">未知數(shù)”只是一個數(shù)(具體值未知,但是只取一個值),“變量”可在實數(shù)范圍內(nèi)任意取值。在方程中適用“未知數(shù)”的概念(函數(shù)方程微分方程中是未知函數(shù),但不論是未知數(shù)還是未知函數(shù),一般都表示一個數(shù)或函數(shù)——也會遇到特殊情況),但是函數(shù)中的字母表示的是變量,意義已經(jīng)有所不同。從函數(shù)的定義也可看出二者的差別.如同函數(shù)不等于函數(shù)的關(guān)系。

1.二次函數(shù)是拋物線,但拋物線不一定是二次函數(shù)。開口向上或者向下的拋物線才是二次函數(shù)。拋物線是軸對稱圖形。對稱軸為直線x = -b/2a。對稱軸與拋物線唯一的交點為拋物線的頂點P。特別地,當b=0時,拋物線的對稱軸是y軸(即直線x=0)[1]

2.拋物線有一個頂點P,坐標為P ( -b/2a ,(4ac-b^2)/4a )當-b/2a=0時,P在y軸上;當Δ= b^2-4ac=0時,P在x軸上。

3.二次項系數(shù)a決定拋物線的開口方向和大小。當a>0時,拋物線向上開口;當a<0時,拋物線向下開口。|a|越大,則拋物線的開口越小。

4.一次項系數(shù)b和二次項系數(shù)a共同決定對稱軸的位置。當a與b同號時(即ab>0),對稱軸在y軸左;當a與b異號時(即ab<0),對稱軸在y軸右。

二次函數(shù)5.常數(shù)項c決定拋物線與y軸交點。拋物線與y軸交于(0,c)

6.拋物線與x軸交點個數(shù):Δ= b^2-4ac>0時,拋物線與x軸有2個交點。Δ= b2-4ac=0時,拋物線與x軸有1個交點。當Δ= b2-4ac<0時,拋物線與x軸沒有交點。X的取值是虛數(shù)(x= -b±√b2-4ac 的值的相反數(shù),乘上虛數(shù)i,整個式子除以2a)

當a>0時,函數(shù)在x= -b/2a處取得最小值f(-b/2a)=4ac-b^2/4a;在{x|x<-b/2a}上是減函數(shù),在{x|x>-b/2a}上是增函數(shù);拋物線的開口向上;函數(shù)的值域是{y|y≥4ac-b^2/4a}相反不變;

當b=0時,拋物線的對稱軸是y軸,這時,函數(shù)是偶函數(shù),解析式變形為y=ax^2+c(a≠0).

7.定義域:R

值域:(對應(yīng)解析式,且只討論a大于0的情況,a小于0的情況請讀者自行推斷)

①[(4ac-b^2)/4a,正無窮);

②[t,正無窮)

  奇偶性:偶函數(shù)

  周期性:無

  解析式:

①y=ax^2+bx+c[一般式]

 ?、臿≠0

 ?、芶>0,則拋物線開口朝上;a<0,則拋物線開口朝下;

 ?、?a target="_blank" ss_c="ssc.citiao.link">極值點:(-b/2a,(4ac-b^2)/4a);

 ?、圈?b^2-4ac,

  Δ>0,圖象與x軸交于兩點:

 ?。╗-b+√Δ]/2a,0)和([-b-√Δ]/2a,0);

  Δ=0,圖象與x軸交于一點:

 ?。?b/2a,0);

  Δ<0,圖象與x軸無交點;

 ?、趛=a(x-h)^2+t[配方式]

  此時,對應(yīng)極值點為(h,t),其中h=-b/2a,t=(4ac-b^2)/4a);

一般式

y=ax2+bx+c(a≠0,a、b、c為常數(shù)),頂點坐標為 [-b/2a,(4ac-b2)/4a]

把三個點代入函數(shù)解析式得出一個三元一次方程組,就能解出a、b、c的值。

頂點式

y=a(x-h)2+k(a≠0,a、h、k為常數(shù)),頂點坐標為對稱軸為直線x=h,頂點的位置特征和圖像的開口方向與函數(shù)y=ax2的圖像相同,當x=h時,y最值=k.有時題目會指出讓你用配方法把一般式化成頂點式。

例:已知二次函數(shù)y的頂點(1,2)和另一任意點(3,10),求y的解析式。

二次函數(shù)解:設(shè)y=a(x-1)2+2,把(3,10)代入上式,解得y=2(x-1)2+2。

注意:與點在平面直角坐標系中的平移不同,二次函數(shù)平移后的頂點式中,h>0時,h越大,圖像的對稱軸離y軸越遠,且在x軸正方向上,不能因h前是負號就簡單地認為是向左平移。

具體可分為下面幾種情況:

當h>0時,y=a(x-h)2的圖象可由拋物線y=ax2向右平行移動h個單位得到;

當h<0時,y=a(x-h)2的圖象可由拋物線y=ax2向左平行移動|h|個單位得到;

當h>0,k>0時,將拋物線y=ax2向右平行移動h個單位,再向上移動k個單位,就可以得到y(tǒng)=a(x-h)2+k的圖象;

當h>0,k<0時,將拋物線y=ax2向右平行移動h個單位,再向下移動|k|個單位可得到y(tǒng)=a(x-h)2+k的圖象;

當h<0,k>0時,將拋物線y=ax2向左平行移動|h|個單位,再向上移動k個單位可得到y(tǒng)=a(x-h)2+k的圖象;

當h<0,k<0時,將拋物線y=ax2向左平行移動|h|個單位,再向下移動|k|個單位可得到y(tǒng)=a(x-h)2+k的圖象。

交點式

y=a(x-x1)(x-x2) (a≠0) [僅限于與x軸即y=0有交點時的拋物線,即b2-4ac≥0] .

已知拋物線與x軸即y=0有交點A(x1,0)和 B(x2,0),我們可設(shè)y=a(x-x1)(x-x2),然后把第三點代入x、y中便可求出a。

由一般式變?yōu)?a target="_blank" ss_c="ssc.citiao.link">交點式的步驟

二次函數(shù)(16張)

∵x1+x2=-b/a, x1·x2=c/a(由韋達定理得),

∴y=ax2+bx+c

=a(x2+b/ax+c/a)

=a[x2-(x1+x2)x+x1·x2]=a(x-x1)(x-x2).

重要概念:a,b,c為常數(shù),a≠0,且a決定函數(shù)的開口方向。a>0時,開口方向向上;a<0時,開口方向向下。a的絕對值可以決定開口大小。a的絕對值越大開口就越小,a的絕對值越小開口就越大。

其他知識介紹:牛頓插值公式

f(x)=f[x0]+f[x0,x1](x-x0)+f[x0,x1,x2](x-x0)(x-x1)+...f[x0,...xn](x-x0)...(x-xn-1)+Rn(x)由此可引導出交點式的系數(shù)a=y/(x·x)(y為截距) 二次函數(shù)表達式的右邊通常為二次三項式。

雙根式

y=a(x-x1)*(x-x2)

若ax2+bx+c=0有兩個實根x1,x2,則y=a(x-x1)(x-x2)此拋物線的對稱軸為直線x=(x1+x2)/2。

三點式

已知二次函數(shù)上三個點,(x1,f(x1))(x2,f(x2))(x3,f(x3))

則f(x)=f(x3)(x-x1)(x-x2)/(x3-x1)(x3-x2)+f(x2)(x-x1)*(x-x3)/(x2-x1)(x2-x3)+f(x1)(x-x2)(x-x3)/(x1-x2)(x1-x3)[3]

與X軸交點的情況

當△=b2-4ac>0時,函數(shù)圖像與x軸有兩個交點。(X1,0), (X2,0).

當△=b2-4ac=0時,函數(shù)圖像與x軸只有一個交點。(-b/2a,0)。

Δ=b2-4ac<0時,拋物線與x軸沒有交點。X的取值是虛數(shù)(x=-b±√b2-4ac的值的相反數(shù),乘上虛數(shù)i,整個式子除以2a)

特別地,二次函數(shù)(以下稱函數(shù))

當y=0時,二次函數(shù)為關(guān)于x的一元二次方程(以下稱方程),即

此時,函數(shù)圖像與x軸有無交點即方程有無實數(shù)根。

函數(shù)與x軸交點的橫坐標即為方程的根。

1.二次函數(shù)y=ax2,y=a(x-h)2,y=a(x-h)2+k,y=ax2+bx+c(各式中,a≠0)的圖象形狀相同,只是位置不同,它們的頂點坐標對稱軸如下表:

二次函數(shù)y=ax2(0,0) x=0

再向上移動k個單位,就可得到y(tǒng)=a(x+h)2+k(h<0,k>0)的圖象

當h<0,k<0時,將拋物線y=ax^2向左平行移動|h|個單位,再向下移動|k|個單位,就可得到y(tǒng)=a(x+h)2+k(h<0,k<0)的圖象

在向上或向下。向左或向右平移拋物線時,可以簡記為“上加下減,左加右減”。

因此,研究拋物線 y=ax2+bx+c(a≠0)的圖象,通過配方,將一般式化為y=a(x-h)2+k的形式,可確定其頂點坐標、對稱軸,拋物線的大體位置就很清楚了。這給畫圖象提供了方便。

2.拋物線y=ax2+bx+c(a≠0)的圖象:當a>0時,開口向上,當a<0時開口向下,對稱軸是直線x=-b/2a,頂點坐標是(-b/2a,[4ac-b^2]/4a)。

3.拋物線y=ax2+bx+c(a≠0),若a>0,當x ≤ -b/2a時,y隨x的增大而減?。划攛 ≥ -b/2a時,y隨x的增大而增大。若a<0,當x ≤ -b/2a時,y隨x的增大而增大;當x ≥ -b/2a時,y隨x的增大而減小。

4.拋物線y=ax2+bx+c的圖象與坐標軸的交點:

(1)圖象與y軸一定相交,交點坐標為(0,c);

(2)當△=b2-4ac>0,圖象與x軸交于兩點A(x1,0)和B(x2,0),其中的x1,x2是一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的兩根.這兩點間的距離AB=|x1-x2| =√△/∣a∣(a絕對值分之根號下△)另外,拋物線上任何一對對稱點的距離可以由|2×(-b/2a)-A |(A為其中一點的橫坐標)

當△=0.圖象與x軸只有一個交點;

當△<0.圖象與x軸沒有交點.當a>0時,圖象落在x軸的上方,x為任何實數(shù)時,都有y>0;當a<0時,圖象落在x軸的下方,x為任何實數(shù)時,都有y<0。

5.拋物線y=ax2+bx+c的最值:如果a>0(a<0),則當x= -b/2a時,y最小(大)值=(4ac-b2)/4a。

頂點的橫坐標,是取得最值時的自變量值,頂點的縱坐標,是最值的取值。

6.用待定系數(shù)法求二次函數(shù)的解析式

(1)當題給條件為已知圖象經(jīng)過三個已知點或已知x、y的三對對應(yīng)值時,可設(shè)解析式為一般形式:

(a≠0)

(2)當題給條件為已知圖象的頂點坐標或?qū)ΨQ軸或極大(?。┲禃r,可設(shè)解析式為頂點式:y=a(x-h)2+k(a≠0)。

(3)當題給條件為已知圖象與x軸的兩個交點坐標時,可設(shè)解析式為兩根式:y=a(x-x1)(x-x2)(a≠0)。

基本圖象

在平面直角坐標系中作出二次函數(shù)y=ax^2+bx+c的圖像,可以看出,在沒有特定定義域的二次函數(shù)圖像是一條永無止境的拋物線。 如果所畫圖形準確無誤,那么二次函數(shù)圖像將是由一般式平移得到的。

軸對稱

二次函數(shù)圖像是軸對稱圖形。對稱軸為直線x=-b/2a

對稱軸與二次函數(shù)圖像唯一的交點為二次函數(shù)圖像的頂點P。

特別地,當b=0時,二次函數(shù)圖像的對稱軸是y軸(即直線x=0)。

a,b同號,對稱軸在y軸左側(cè)

a,b異號,對稱軸在y軸右側(cè)

頂點

二次函數(shù)圖像有一個頂點P,坐標為P ( h,k )

當h=0時,P在y軸上;當k=0時,P在x軸上。即可表示為頂點式y(tǒng)=a(x-h)^2+k。

h=-b/2a, k=(4ac-b^2)/4a。

開口

二次項系數(shù)a決定二次函數(shù)圖像的開口方向和大小。

當a>0時,二次函數(shù)圖像向上開口;當a<0時,拋物線向下開口。

|a|越大,則二次函數(shù)圖像的開口越小。

決定位置的因素

二次函數(shù)一次項系數(shù)b和二次項系數(shù)a共同決定對稱軸的位置。

當a>0,與b同號時(即ab>0),對稱軸在y軸左; 因為對稱軸在左邊則對稱軸小于0,也就是- b/2a<0,所以 b/2a要大于0,所以a、b要同號

當a>0,與b異號時(即ab<0),對稱軸在y軸右。因為對稱軸在右邊則對稱軸要大于0,也就是- b/2a>0, 所以b/2a要小于0,所以a、b要異號

可簡單記憶為左同右異,即當a與b同號時(即ab>0),對稱軸在y軸左;當a與b異號時(即ab<0 ),對稱軸在y軸右。

事實上,b有其自身的幾何意義:二次函數(shù)圖像與y軸的交點處的該二次函數(shù)圖像切線的函數(shù)解析式(一次函數(shù))的斜率k的值。可通過對二次函數(shù)求導得到。

決定交點的因素

常數(shù)項c決定二次函數(shù)圖像與y軸交點。

二次函數(shù)圖像與y軸交于(0,C)

注意:頂點坐標為(-h,k), 與y軸交于(0,C)。

與x軸交點個數(shù)

a<0;k>0或a>0;k<0時,二次函數(shù)圖像與x軸有2個交點。

k=0時,二次函數(shù)圖像與x軸只有1個交點。

質(zhì)疑點:a<0;k<0或a>0,k>0時,二次函數(shù)圖像與X軸無交點。

當a>0時,函數(shù)在x=h處取得最小值ymin=k,在x減函數(shù),在x>h范圍內(nèi)是增函數(shù)(即y隨x的變大而變?。?,二次函數(shù)圖像的開口向上,函數(shù)的值域是y>k

當a<0時,函數(shù)在x=h處取得最大值ymax=k,在x<h范圍內(nèi)是增函數(shù),在x>h范圍內(nèi)是減函數(shù)(即y隨x的變大而變大),二次函數(shù)圖像的開口向下,函數(shù)的值域是y<k

當h=0時,拋物線的對稱軸是y軸,這時,函數(shù)是偶函數(shù)

圖像要點

對稱關(guān)系

對于一般式:

①y=ax^2+bx+c與y=ax^2-bx+c兩圖像關(guān)于y軸對稱

②y=ax^2+bx+c與y=-ax^2-bx-c兩圖像關(guān)于x軸對稱

③y=ax^2+bx+c與y=-ax^2-bx+c-2b^2*|a|/4a^2關(guān)于頂點對稱[2]

④y=ax^2+bx+c與y=-ax^2+bx-c關(guān)于原點對稱。

對于頂點式:

①y=a(x-h)^2+k與y=a(x+h)^2+k兩圖像關(guān)于y軸對稱,即頂點(h,k)和(-h(huán),k)關(guān)于y軸對稱,橫坐標相反、縱坐標相同。

②y=a(x-h)^2+k與y=-a(x-h)^2-k兩圖像關(guān)于x軸對稱,即頂點(h,k)和(h,-k)關(guān)于y軸對稱,橫坐標相同、縱坐標相反。

③y=a(x-h)^2+k與y=-a(x-h)^2+k關(guān)于頂點對稱,即頂點(h,k)和(h,k)相同,開口方向相反。

④y=a(x-h)^2+k與y=-a(x+h)^2-k關(guān)于原點對稱,即頂點(h,k)和(-h(huán),-k)關(guān)于原點對稱,橫坐標、縱坐標都相反。

(其實①③④就是對f(x)來說f(-x),-f(x),-f(-x)的情況)

知識要點

1.要理解函數(shù)的意義。

二次函數(shù)

2.要記住函數(shù)的幾個表達形式,注意區(qū)分。

3.一般式,頂點式交點式,等,區(qū)分對稱軸,頂點,圖像,y隨著x的增大而減?。ㄔ龃螅┑鹊?a target="_blank" ss_c="ssc.citiao.link">差異性。

4.聯(lián)系實際對函數(shù)圖像的理解。

5.計算時,看圖像時切記取值范圍。

6.隨圖像理解數(shù)字的變化而變化。 二次函數(shù)考點及例題

二次函數(shù)知識很容易與其它知識綜合應(yīng)用,而形成較為復雜的綜合題目。因此,以二次函數(shù)知識為主的綜合性題目是中考的熱點考題,往往以大題形式出現(xiàn)。

誤區(qū)提醒

(1)對二次函數(shù)概念理解有誤,漏掉二次項系數(shù)不為0這一限制條件;

(2)對二次函數(shù)圖象和性質(zhì)存在思維誤區(qū);

(3)忽略二次函數(shù)自變量取值范圍;

(4)平移拋物線時,弄反方向

定義表達

一般地,自變量x和因變量y之間存在如下關(guān)系:

y=ax2+bx+c

(a,b,c為常數(shù),a≠0,且a決定函數(shù)的開口方向,a>0時,開口方向向上,a<0時,開口方向向下,IaI還可以決定開口大小,IaI越大開口就越小,IaI越小開口就越大.)

則稱y為x的二次函數(shù)。

二次函數(shù)表達式的右邊通常為二次三項式。

表達方式

一般式:y=ax2+bx+c(a,b,c為常數(shù),a≠0)

頂點式:y=a(x-h)2+k[拋物線的頂點P(h,k)]

交點式:y=a(x-x1)(x-x2)[僅限于與x軸有交點A(x1,0)和B(x2,0)的拋物線]

注:在3種形式的互相轉(zhuǎn)化中,有如下關(guān)系:

h=-b/2ak=(4ac-b2)/4ax?,x?=(-b±√b2-4ac)/2a

性質(zhì)相關(guān)

1.拋物線是軸對稱圖形。對稱軸為直線

x=-b/2a。

對稱軸與拋物線唯一的交點為拋物線的頂點P。

特別地,當b=0時,拋物線的對稱軸是y軸(即直線x=0)

2.拋物線有一個頂點P,坐標為

P(-b/2a,(4ac-b^2)/4a)

當-b/2a=0時,P在y軸上;當Δ=b2-4ac=0時,P在x軸上。

3.二次項系數(shù)a決定拋物線的開口方向和大小。

當a>0時,拋物線開口向上;當a<0時,拋物線開口向下

|a|越大,則拋物線的開口越小。

4.一次項系數(shù)b和二次項系數(shù)a有1個交點。

5.常數(shù)項c決定拋物線與y軸交點。

拋物線與y軸交于(0,c)

6.拋物線與x軸交點個數(shù)

Δ=b2-4ac>0時,拋物線與x軸有2個交點。

Δ=b2-4ac=0時,拋物線與x軸有1個交點。

Δ=b2-4ac<0時,拋物線與x軸沒有交點。X的取值是虛數(shù)(x=-b±√b2-4ac的值的相反數(shù),乘上虛數(shù)i,整個式子除以2a)

幾何畫板——基礎(chǔ)代數(shù)幾何必備.注意:左增右減

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