题型7:二次函数与二次方程与二次不等式的关系
1.直线与抛物线的交点
(1)y 轴与抛物线c bx ax y ++=2
得交点为(0, c ).
(2)与y 轴平行的直线h x =与抛物线c bx ax y ++=2
有且只有一个交点(h ,c bh ah ++2
).
(3)抛物线与x 轴的交点
二次函数c bx ax y ++=2
的图像与x 轴的两个交点的横坐标1x 、2x ,是对应一元二次方程
02=++c bx ax 的两个实数根.抛物线与x 轴的交点情况可以由对应的一元二次方程的根的判别式判
定:
①有两个交点?0>??抛物线与x 轴相交;
②有一个交点(顶点在x 轴上)?0=??抛物线与x 轴相切; ③没有交点?0?抛物线与x 轴相离. (4)平行于x 轴的直线与抛物线的交点
同(3)一样可能有0个交点、1个交点、2个交点.当有2个交点时,两交点的纵坐标相等,设纵坐标
为k ,则横坐标是k c bx ax =++2
的两个实数根.
(5)一次函数()0≠+=k n kx y 的图像l 与二次函数()02
≠++=a c bx ax y 的图像G 的交点,由方程组
c
bx ax y n kx y ++=+=2
的解的数目来确定:①方程组有两组不同的解时?l 与G 有两个交点; ②方程组只
有一组解时?l 与G 只有一个交点;③方程组无解时?l 与G 没有交点.
(6)抛物线与x 轴两交点之间的距离:若抛物线c bx ax y ++=2
与x 轴两交点为()()0021,,,
x B x A ,由于1x 、2x 是方程02
=++c bx ax 的两个根,故
a
c
x x a b x x =
?-=+2121,()
()
a a ac
b a
c a b x x x x x x x x AB ?=-=-??
?
??-=--=
-=
-=44422
212
212
2121
例1,画出y=2x 2+3x -2与 y '= -2x +1的图象并解答下列问题: ①试写出方程2x 2+3x -2=0的解:
②试写出不等式2x 2+3x -2>0的解:
③试写出不等式2x 2+3x -2<0的解:
④试根据图象写出方程2x 2+3x -2= -2x +1的解:
⑤试写出不等式2x 2+3x -2>-2x +1的解: ⑥试写出不等式2x 2+3x -2<-2x +1的解:
例2.卢浦大桥拱形可以近似看作抛物线的一部分.在大桥截面1∶11000的比例图上,跨度AB =5 cm ,拱高OC =0.9 cm ,线段DE 表示大桥拱内桥长,DE ∥AB ,如图(1).在比例图上,以直线AB 为x 轴,抛物线的对称轴为y 轴,以1 cm 作为数轴的单位长度,建立平面直角坐标系,如图(2).
(1)求出图(2)上以这一部分抛物线为图象的函数解析式,写出函数定义域;
(2)如果DE 与AB 的距离OM =0.45 cm ,求卢浦大桥拱内实际桥长(备用数据:4.12≈,计算结果精
确到1米).
解:(1)由于顶点C 在y 轴上,所以设以这部分抛物线为图象的函数解析式为 109
2
+=ax y . 因为点A (25-,0)(或B (25
,0))在抛物线上, 所以109)25(02+=-?a ,得12518=-a .
因此所求函数解析式为)25
25(109125182≤≤-x x y +=-.
(2)因为点D 、E 的纵坐标为209, 所以109125182092+-x =,得245
±=x .
所以点D 的坐标为(24
5-,
209),点E 的坐标为(245
,209). 所以2
2
5)245(245=-=
-DE . 因此卢浦大桥拱内实际桥长为
385227501.0110002
2
5≈??=(米).
题型8:二次函数对称轴的应用
8.求抛物线的顶点、对称轴的方法
(1)公式法:a b ac a b x a c bx ax y 44222
2
-+
??
? ??+=++=,∴顶点是),(a b ac a b 4422--,对称轴是直线a
b
x 2-
=. (2)配方法:运用配方的方法,将抛物线的解析式化为()k h x a y +-=2
的形式,得到顶点为(h ,k ),对
称轴是直线h x =.
(3)运用抛物线的对称性:设A(x 1
,y a
),B (x 2
,y b
)是抛物线上的两点,且y a
=y b
,则抛物线
的对称轴为直线12
2
x x x +=
用配方法求得的顶点,再用公式法或对称性进行验证,才能做到万无一失.
例1(2010年浙江省金华)若二次函数k x x y ++-=22的部分图象如图所示,则关于x 的一元二次方程:022=++-k x x 的一个解31=x ,另一个解=2x -1 ;
(2010年日照市)如图,是二次函数y=ax 2
+bx+c 图象的一部分,其对称轴为直线x =1,若其与x 轴一交点为
A (3,0),则由图象可知,不等式
ax 2+bx+c
<0的解集
是 .
y
(第15题图)
O
x
1 3
x
y
O x =1
A
C B
答案:-1<x <3 ;
题型9:二次函数与平面几何的构建与再创造
15. 如图,在△ABC 中,90B ∠=,12mm AB =,24mm BC =,动点P 从点A 开始沿边AB 向B 以2mm/s 的速度移动(不与点B 重合),动点Q 从点B 开始沿边BC 向C 以4mm/s 的速度移动(不与点C 重合).如果P 、Q 分别从A 、B 同时出发,那么经过几秒,四边形APQC 的面积最小.
3.(2010年山东聊城)如图,已知抛物线y =ax 2
+bx +c (a ≠0)的对称轴为x =1,且抛物线经过A (—1,0)、
B (0,—3)两点,与x 轴交于另一点B .
(1)求这条抛物线所对应的函数关系式;
(2)在抛物线的对称轴x =1上求一点M ,使点M 到点A 的距离与到点C 的距离之和最小,并求出此时点M 的坐标;
(3)设点P 为抛物线的对称轴x =1上的一动点,求使∠PCB =90°的点P 的坐标.
【关键词】二次函数
【答案】⑴设抛物线的解析式为y =ax 2
+bx +c ,则有:
???????
=--==+-123
0a
b c c b a 解得:?????-=-==321c b a ,所以抛物线的解析式为y =x 2
-2x -3. ⑵令x 2
-2x -3=0,解得x 1=-1,x 2=3,所以B 点坐标为(3,0). 设直线BC 的解析式为y =kx 2
+b, 则??
?-==+303b b k ,解得?
??-==3
1b k ,所以直线解析式是y =x -3. 当x =1时,y =-2.所以M 点的坐标为(1,-2).
⑶方法一:要使∠PBC =90°,则直线PC 过点C ,且与BC 垂直, 又直线BC 的解析式为y =x -3,
所以直线PC 的解析式为y =-x -3,当x =1时,y =-4, 所以P 点坐标为(1,-4).
方法二:设P 点坐标为(1,y ),则PC 2
=12
+(-3-y )2
,BC 2
=32
+32
;PB 2
=22
+y 2
由∠PBC =90°可知△PBC 是直角三角形,且PB 为斜边,则有PC 2
+BC 2
=PB 2
. 所以:[12
+(-3-y )2
]+[32
+32
]=22
+y 2
;解得y =-4, 所以P 点坐标为(1,-4).
题型10: 反比例函数的应用
① 物理学中,电压一定时,电阻R 与电流强度I 成反比例函数,R
U I =
②当在一个可以改变体积的容器中装入一定质量的气体时,当改变容器的体积时,气体的密度也会随之改变,密度ρ(单位:kg/m 3
)是体积v 的反比例函数,解析式可以表达为v
k =
ρ ③收音机刻度盘的波长l 与频率f 关系式: f
k l =
④压力F 一定时,压强P 与受力面积S 成反比例关系,即S
F P =
⑤当汽车输出功率P 一定时,汽车行驶速度v 与汽车所受的负载即阻力F 成反比例关系,F
P
v =⑥反比例函数在日常生活中的应用:路程问题、工程问题等。
注:实际问题中一定要注意自变量x 的取值范围。
补充:题型 1:二次函数定义
例1. 若y =(2-m )2
3m x -是二次函数,且开口向上,则m 的值为__________.
例6.已知2
26(2)k k y k x +-=+是二次函数,且当x>0时,y 随x 的增大而增大。(1)求k 的值 (2)求顶点坐标和对称轴。 (3)当x 为何值时,y 随x 的增大而减小。 练习:淘金:拓展P6 第7题 补充: 已知2
4
(2)m
m y m x +-=+是二次函数.(1)求满足条件的m 值。(2)m 为
何值时,抛物线有最低点?求出这个最低点。这时当 x 为何值时, y 随x 的增大而增大?(3)m 为何值时,抛物线有最大值?最大值是多少?这时当 x 为何值时,y 随 x 的增大而减小?
补充:题型 2:二次函数中常数的意义
2:
补充:题型 6:次函数中有关最大值问题 1、自变量x 取全体实数时二次函数的最值 例1:求二次函数322
+-=x x y 的最小值。 2、自变量x 在一定范围内取值时求二次函数的最值
例2:分别在写列范围内求函数322
--=x x y 的最大值或最小值。 (1)0 3、最大值的应用 函数图像的移动规律: 若把一次函数解析式写成y=k (x+0)+b , 二次函数的解析式写成y=a (x+h )2 +k 的形式, 则用下面后的口诀: “左右平移在括号,上下平移在末稍, 左加右减须牢记,上加下减错不了”。 二次函数图像与性质口诀: 二次方程零换y ,二次函数便出现。全体实数定义域, 图像叫做抛物线。 二次函数抛物线,图象对称是关键;两边单调正相反, 增减特性可看图。 线轴交点叫顶点,顶点坐标最重要, 横标即为对称轴, 纵标函数最值现。 开口、大小由a 断,c 与y 轴来相见,b 的符号较特别,符号与a 相关联;,y 轴作为参考线,左同右异中为0,牢记心中莫混乱;△的符号最简便,x 轴上数交点.一般、顶点、交点式,不同表达能互换。如果要画抛物线,描点平移两条路。提取配方定顶点,两条途径再挑选。列表描点后连线,平移规律记心间。左加右减括号内,号外上加下要减。 反比例函数图像与性质口诀: 反比例函数双曲线,待定只需一个点,k 为正,图在一、三(象)限;k 为负,图在二、四(象)限;图在一、三函数减,两个分支分别减;图在二、四正相反,两个分支分别增;线越长越近轴,永远与轴不沾边.图象上面任意点,矩形面积都不变,对称轴是角分线. 26.(2008年漳州市)(满分14分)如图,二次函数y =ax 2 -5ax +4a (a ≠0)的图象与x 轴交于A、B 两点(A 在 B 的左侧),与y 轴交于点 C ,点C 关于抛物线对称轴的对称点为 D ,连结BD . (1)求A 、B两点的坐标; (2)若AD ⊥BC ,垂足为P ,求二次函数的表达式; (3)在(2)的条件下,若直线x =m 把△ABD 的面积分为1∶2的两部分,求m 的值. 26.解:(1) ∵抛物线与x轴交于A、B两点∴ax2-5ax+4a=0……………………………………………1分 ∵a≠0 ∴x2-5x+4=0,解得x1=1,x2=4……………3分 ∴A(1,0),B(4,0)…………………………………4分 (2)(方法一)连结AC、CD,由对称性知:四边形ABDC 是等腰梯形 ∴∠CAB=∠DBA 在△ABC与△BAD中,AC=BD,∠CAB=∠DBA,AB=BA ∴△ABC≌△BAD ∴∠1=∠2……6分 ∵AD⊥BC ∴∠1=∠2=45° ∵∠BOC=90° ∴∠OCB=∠1=45° ∴OC=OB=4 ∴C(0,4)…………………8分 把C(0,4)的坐标代入y=ax2-5ax+4a得4a=4 ∴a=1 ∴二次函数的表达式为y=x2-5x+4………10分 (方法二) ∵A、C两点关于抛物线对称轴的对称点分别为B、D ∴AD、BC的交点P在抛物线对称轴上∴PA=PB………………………………………………6分∵AD⊥BC ∴∠1=∠2=45° ∵∠BOC=90° ∴∠OCB=∠1=45° ∴OC=OB=4 ∴C(0,4)……………………8分 把C(0,4)的坐标代入y=ax2-5ax+4a得 4a=4 ∴a=1 ∴二次函数的表达式为y=x2-5x+4…………10分 (3)(方法一)S△ABD=1 2 ×3×4=6 设直线x=m与AD、AB分别交于M、N,则AN=m-1由(2)得∠1=45°,∠2= 90°∴MN=AN=m-1 ∴S△AMN=1 2 (m-1)2…11分 当S△AMN=1 3S△ABD时,1 2 (m-1)2=1 3 ×6 (第26题)(第26题图1) 解得m =3(负值舍去)……………………………12分 当S △AMN = 23S △ABD 时,12(m -1)2 =23 ×6 解得m = 1(负值舍去)……………………13分 过B 作BE ⊥AB 交AD 于E ,则S △ABE =4.5,23 S △ABD =4,∵4.5>4 ∴点N 在线段AB 上 ∴m <4 综上所述,m 的值为3或 1………………14分 (方法二) S △ABD =12 ×3×4=6 设直线x =m 与AD 、AB 分别交于M 、N 由(2)得∠1=45°,∠2=90° ∴MN =AN ∴S △AMN =12AN ·MN =12 AN 2………………11分 当S △AMN =13 S △ABD 时,12 AN 2 =2,解得AN =2. ∴ON =3即m =3………………………………12分 当S △AMN = 23S △ABD 时,12AN 2=4,解得AN =∴ON = 1即m =1………………13分 过B 作BE ⊥AB 交AD 于E ,则S △ABE =4.5, 23 S △ABD =4,∵4.5>4 ∴点N 在线段AB 上 ∴m <4 综上所述,m 的值为3或 1………………14分 (注:没有判断直线x =m 与x 轴交点在线段AB 上扣1分) 26、黔东南州2009年(12分)已知二次函数22 -++=a ax x y 。 (1)求证:不论a 为何实数,此函数图象与x 轴总有两个交点。 (2)设a<0,当此函数图象与x 轴的两个交点的距离为13时,求出此二次函数的解析式。 (3)若此二次函数图象与x 轴交于A 、B 两点,在函数图象上是否存在点P ,使得△PAB 的面积为2 13 3,若存在求出P 点坐标,若不存在请说明理由。 26题、解(1)因为△=04)2()2(422>+-=--a a a 所以不论a 为何实数,此函数图象与x 轴总有两个交点。…………(2分) (2)设x 1、x 2是022 =-++=a ax x y 的两个根,则a x x -=+21,221-=?a x x ,因两交点的距离是13,所以13)(||22121=-= -x x x x 。…………(4分) 即:13)(2 21=-x x 变形为:134)(21221=?-+x x x x ……………………………………(5分) 所以:13)2(4)(2 =---a a 整理得:0)1)(5(=+-a a 解方程得:15-=或a 又因为:a<0 所以:a=-1 所以:此二次函数的解析式为32 --=x x y …………………………(6分) (3)设点P 的坐标为),(0y x o ,因为函数图象与x 轴的两个交点间的距离等于13,所以:AB=13……………………………………………………………………(8分) 所以:S △PAB = 2 13||210=?y AB 所以: 2 132||130=y 即:3||0=y ,则30±=y …………………………………(10分) 当30=y 时,332 0=--o x x ,即0)2)(3(0=+-o x x 解此方程得:0x =-2或3 当30-=y 时,3320-=--o x x ,即0)1(0=-o x x 解此方程得:0x =0或1……………………………………(11分) 综上所述,所以存在这样的P点,P点坐标是(-2,3), (3,3), (0, -3)或(1, -3)。…(12分) 第19页