测试点11(二次函数)
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二 次 函 数1.二次函数的基本知识(1)二次函数解析式的三种形式: ①一般式:2()(0)f x a x b x c a =++≠ ②顶点式:2()()(0)f x a x m n a =-+≠ ③双根式:12()()()(0)f x a x x x x a =--≠ 求二次函数解析式的方法:待定系数法。
可根据题设的条件选用适当形式的()f x :a. 已知三个点坐标时,宜用一般式;b. 已知抛物线的顶点坐标或与对称轴有关或与最大(小)值有关时,常使用顶点式;c. 若已知抛物线与x 轴有两个交点,且横坐标已知时,选用双根式求()f x 更方便。
(2)二次函数2()(0)f x ax bx c a =++≠的图象是一条抛物线,对称轴方程式是2bx a=-,顶点坐标是24(,)24b ac b a a--.①当0a >时,抛物线开口向上,函数在(,]2b a -∞-上递减,在[,)2ba-+∞上递增;当2bx a=-时,2min 4[()]4ac b f x a -=;②当0a <时,抛物线开口向下,函数在(,]2b a -∞-上递增,在[,)2ba-+∞上递减;当2bx a=-时,2max 4[()]4ac b f x a -=。
(3)二次函数2()(0)f x ax bx c a =++≠当240b ac ∆=->时,图象与x 轴有两个交点11(,0)M x 、22(,0)M x ,1212M M x x a=-=。
[例] 已知二次函数()f x 满足(2)1,(1)1f f =--=-,且()f x 的最大值是8,试确定此二次函数。
[解法一] 利用二次函数一般式。
设2()(0)f x ax bx c a =++≠,由题意得24211,484a b c a b c ac b a ⎧⎪++=-⎪⎪-+=-⎨⎪-⎪=⎪⎩解之得447a b c =-⎧⎪=⎨⎪=⎩∴所求二次函数为2447y x x =-++。
[解法二]利用二次函数顶点式设2()()f x a x m n =-+ (2)(1)f f =-∴抛物线对称轴为2(1)122x +-==。
即12m =。
又根据题意函数有最大值n=8,221()()82(2)11()812y f x a x f a x ∴==-+=-∴-+=- 解之得4a =-,所以221()4()84472f x x x x =--+=-++ [解法三] 利用双根式由已知()10f x +=的两根为122,1x x ==-,故可设()1(2)(1)f x a x x +=-+ 即2()21f x ax ax a =---又函数有最大值8, 24(21)84a a a a---∴= 解之得 4a =-或0a =(舍) 所求函数解析式为221()4()84472f x x x x =--+=-++。
练习:1、设2()f x x bx c =++,且(1)(3)f f -=,则( )A.(1)(1)f c f >>- B (1)(1)f c f <<- C.(1)(1)f f c >-> D.(1)(1)f f c <-< 2、 若2()1f x x ax =-+有负值,则实数a 的取值范围是( ) A. 22a a ><-或B. 22a -<<C. 2a ≠±D. 13a <<3、已知二次函数2()f x ax bx c =++的顶点在第一或第四象限,且0b >,则()f x 为增函数的区间是( )A. (,)2b a -∞ B.(,)2b a +∞ C. (,)2b a -∞- D. (,)2ba-+∞ 4、若二次函数()f x 满足(1)()2,(0)1f x f x x f +-==,则()f x =_______。
5、不等式2(2)2(2)40a x a x -+--<对一切x R ∈恒成立,则a 的取值范围是_______。
6、设2()22f x x ax =-+,当[1,)x ∈-+∞时,()f x a ≥恒成立,求a 的取值范围。
7、已知二次函数()f x 同时满足条件:;①(1)(1)f x f x +=-;②()f x 的最大值为15;③()0f x =的两根立方和等于17。
求()f x 的解析式。
8、已知二次函数()f x 的二次项系数为a ,且不等式()2f x x >-的解集为(1,3)。
(1)若方程()60f x a +=有两个相等的根,求()f x 的解析式。
(2)若()f x 的最大值为正数,求a 的取值范围。
2. 实系数二次方程20(0)ax bx c a ++=≠实根的符号与二次方程系数之间的关系(1)方程有两个不等正根212124000b ac b x x a c x x a ⎧⎪∆=->⎪⎪⇔+=->⎨⎪⎪=>⎪⎩(2)方程有两个不等负根212124000b ac b x x a c x x a ⎧⎪∆=->⎪⎪⇔+=-<⎨⎪⎪=>⎪⎩(3)方程有一正根一负根0ac ⇔<。
[注意] (3)中没有0∆>,因为0ac <240b ac ⇒∆=->。
练习题:1、已知函数2()(3)1f x mx m x =+-+的图象与x 轴的交点至少有一个在原点右侧,则实数m 的取值区间是( )A. (0,1]B. (0,1)C. (,1)-∞D. (,1]-∞2、不等式2()0f x ax x c =-->的解集为{|21}x x -<<,则函数()y f x =-的图象为( )ABCD3. ①已知二次函数的解析式,求某单调区间;②已知二次函数的某一单调区间,求参数范围。
这两类是常见题型,关键是利用二次函数的图象。
[例1] 函数2()4(1)3f x ax a x =++-在[2,)+∞上递减,则a 的取值范围是____。
[解] ()f x 的对称轴为2(1)(0)a x a a+=-≠,且()f x 在[2,)+∞上递减02(1)2a a a <⎧⎪∴+⎨-≤⎪⎩解得12a ≤- [例2] 已知函数2(),()21f x x a g x x x =-=++(a 为正常数),且函数()f x 与()g x 的图象在y 轴上的截距相等。
(1)求a 的值;(2)求函数()f x +()g x 的单调递增区间。
[解] (1)由题意,(0)(0),1,0,1f g a a a ==>=又所以(2)()f x +()g x =2121x x x -+++当1x ≥时,()f x +()g x =23x x +,它在[1,)+∞单调递增; 当1x <时,()f x +()g x =22x x ++,它在1[,1)2-上单调递增。
综上,结合()f x +()g x 的图象可知,()f x +()g x 的单调递增区间是1[,)2-+∞。
练习题:1、 若函数2()2(1)2f x x a x =+-+在区间(,4]-∞上是减函数,那么实数a 的取值范围是( )A. 3a ≥B. 3a ≤-C. 5a ≤D. 3a ≥- 2、105a <≤是2()2(1)2f x ax a x =+-+在区间(,4]-∞上为减函数的( ) A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件3、若二次函数12(),()f x f x 满足条件:①12()()()f x f x f x =+在(,)-∞+∞上单调递增,②12()()()g x f x f x =-对任意实数12,x x (12x x ≠)都有1212()()()22g x g x x x g ++<,则1()f x =__________,2()f x =_______________。
(只需填上你认为正确的一组即可,不必考虑所有情况)4. 一元二次方程根的分布(1)如在开区间(m ,n )内方程()0f x =(0a >的情况)有两个实数根,利用草图采用数形结合的方法得出 0()0()02f m f n b m n a ∆≥⎧⎪>⎪⎪>⎨⎪⎪<-<⎪⎩(2)如在(m ,n )内有且只有一个实数根需满足()()0()0f m f n f m <=或(需检验)或()0f n =。
[例1] 方程232x x k -=在(-1,1)上有实根,求k 的取值范围。
[解] 本题要分在(-1,1)上有两解和一解两种情况来解。
解法一:设23()2f x x x k =-- (1)方程在(-1,1)上有两解,0(1)0(1)0112f f b a ∆≥⎧⎪>⎪⎪->⎨⎪⎪-<-<⎪⎩, 解得91162k -≤<-(2)方程在(-1,1)上有一解,则 (1)(1)0f f -< 或(1)0(1)0f f -=⎧⎨>⎩或(1)0(1)0f f =⎧⎨->⎩解得1522k -≤< 由(1)(2)得95[,)162k ∈- 解法二:本题也可以从函数22339()2416k x x x =-=--的值域入手。
由(1,1),x ∈-∴当34x =时,min 916k =-,当1x →-时,52k →,可得同样结论。
(3)若在闭区间[m ,n]内方程()0f x =有且只有一个实数解,利用()()0f m f n ≤就不行了,因为满足此不等式方程也可能有两个解,为避免出现上述错误,可先利用()()0f m f n <求得开区间(m ,n )结果,再令x=m ,x=n ,检查端点的情况。
[例2]已知函数3()log f x x =。
(1)若关于x 的方程2()()(3)f ax f ax f = 的解都在区间(0,1)内,求实数a 的取值范围;(2)若函数2(23)f x ax -+在区间[2,)+∞上单调递增,求正实数a 的取值范围。
[解] (1)223333333223333()()(3)log ()log ()log 3(log log )(log 2log )12(log )3log log log 10f ax f ax f ax ax a x a x x a x a =∴=∴++=∴++-=令3log ,01,0t x x t =<<∴<∴方程223323log log 10t a t a ++-=的两根为负, 22333122312(3log )8(log 1)03log 02log 102a a a t t a t t ⎧⎪∆=--≥⎪⎪∴+=-<⎨⎪⎪-=>⎪⎩3log 13a a ∴>∴>(2) 函数223(23)log (23)f x ax x ax -+=-+在[2,)+∞上单调递增,2()23g x x a x ∴=--在[2,)+∞上大于零且单调递增 即(2)07,024g a a >⎧∴<<⎨≤⎩ 练习题:1、关于x 的方程222320kx x k ---=的两实根一个小于1,另一个大于1,则实数k 的取值范围是_________。