二次函数与二次方程、二次不等式的关系
一、知识要点
知识点1、二次函数与一元二次方程、二次不等式有着十分紧密的联系;当二次函数
y=ax2+bx+c(a≠0)的函数值y=0时,就是一元二次方程,当y≠0时,就是二次不等式。
知识点2、二次函数的图象与x轴交点的横坐标就是一元二次方程的根,图像的交点个数与一元二次方程的根的个数是完全相同的,这是数和形有机结合的重要体现。研究二次函数y=ax2+bx+c图象与x轴交点问题从而就转化为研究一元二次方程ax2+bx+c=0的根的问题,这样图像问题就可以转化成方程问题,应用根的判别式、韦达定理、求根公式等解题。
知识点3、二次函数与一元二次方程、二次不等式三者之间的内在联系如下表所示:二、典型例题例1、已知二次函数y=x2-(m-3)x-m的图象是抛物线,如图
(1)试求m为何值时,抛物线与x轴的两个交点间的距离是3?
(2)当m为何值时,方程x2-(m-3)x-m=0的两个根均为负数?
(3)设抛物线的顶点为M,与x轴的交点P、Q,
求当PQ最短时△MPQ的面积.
变式训练:1、函数y=ax2-bx+c的图象过(-1,0),则b
a
c
a
c
b
c
b
a
+
+
+
+
+的值是________ 2、已知二次函数y=x2+mx+m-2.求证:无论m取何实数,抛物线总与x轴有两个交点.
3.已知二次函数y=x2-2kx+k2+k-2.
(1)当实数k为何值时,图象经过原点?
(2)当实数k在何范围取值时,函数图象的顶点在第四象限内?
图1x 图2
x
5.已知抛物线y=mx 2+(3-2m )x +m -2(m≠0)与x 轴有两个不同的交点.
(1)求m 的取值范围;
(2)判断点P (1,1)是否在抛物线上;
(3)当m=1时,求抛物线的顶点Q 及P 点关于抛物线的对称轴对称的点P′的坐标,并过P′、Q 、P 三点,画出抛物线草图.
例2、(本题满分12分) 二次函数2
6(0)y ax bx a =++≠的图像交y 轴于C 点,交x 轴于A ,
B 两点(点A 在点B 的左侧),点A 、点B 的横坐标是一元二次方程24120x x --=的两个根.
(1)求出点A 、点B 的坐标及该二次函数表达式.
(2)如图2,连接AC 、BC ,点Q 是线段OB 上一个动点(点Q 不与点O 、B 重合),过点
Q 作QD ∥AC
交于BC 点D ,设Q 点坐标(m ,0),当CDQ ?面积S 最大时,求m 的值.
(3)如图3,线段MN 是直线y =x 上的动线段(点M 在点N 左侧),且MN =M 点的横坐标为n ,过点M 作x 轴的垂线与x 轴交于点P ,过点N 作x 轴的垂线与抛物线
交于点Q .以点P ,M ,Q ,N 为顶点的四边形能否为平行四边形?若能,请求出n 的值;若不能,请说明理由.
变式训练:(2012?资阳)如图是二次函数y =ax 2
+bx +c 的部分图象,
由图象可知不等式ax 2
+bx +c <0的解集是( )
A .1<x <5
B .x >5
C .x <﹣1且x >5
D .x <﹣1或x >5
例3、 已知关于x 的一元二次方程2220x ax b ++=,0,0>>b a . (1)若方程有实数根,试确定a ,b 之间的大小关系; (2)若a ∶b =2
1222x x -=,求a ,b 的值;
(3)在(2)的条件下,二次函数2
2
2y x ax b =++的图象与x 轴的交点为A 、C (点A
在点C 的左侧),与y 轴的交点为B ,顶点为D .若点P (x ,y )是四边形ABCD 边上的点,试求3x -y 的最大值.
变式训练:(2012甘肃兰州10分)设二次函数y =ax 2+bx +c (a ≠0)的图象与x 轴的两个交点为A (x 1,0),B (x 2,0).利用根与系数关系定理可以得到A 、B 两个交点间的距离为:AB =|x 1-x 2|=
。参考以上定理和结论,解答下列问题: 设二次函数y =ax 2+bx +c (a >0)的图象与x 轴的两个交点A (x 1,0),B (x 2,0),抛物线的顶点为C ,显然△ABC 为等腰三角形.
(1)当△ABC 为直角三角形时,求b 2-4ac 的值; (2)当△ABC 为等边三角形时,求b 2-4ac 的值.
例4、(2012广东肇庆10分)已知二次函数2y mx nx p =++图象的顶
点横坐标是2,与x 轴交于A (x 1,0)、B (x 2,0),x 1﹤0﹤x 2,与y 轴交于点C ,O 为坐标原点,tan tan CA BO 1O C ∠-∠=. (1)求证: n 4m 0+=;
(2)求m 、n 的值;
(3)当p ﹥0且二次函数图象与直线y x 3=+仅有一个交点时,求二次函数的最大值.
变式训练: (2012湖北荆门10分)已知:y 关于x 的函数 y =(k ﹣1)x 2
﹣2kx +k +2的图象与x 轴有交点. (1)求k 的取值范围;
(2)若x 1,x 2是函数图象与x 轴两个交点的横坐标,且满足 (k ﹣1)x 12+2kx 2+k +2=4x 1x 2.①求k 的值;②当k ≤x ≤k +2时, 请结合函数图象确定y 的最大值和最大值.
【家庭作业】
1. (2012天津市10分)已知抛物线y =ax 2+bx +c (0<2a <b )的顶点为P (x 0,y 0),点A (1,y A )、B (0,y B )、C (-1,y C )在该抛物线上. (Ⅰ)当a =1,b =4,c =10时,①求顶点P 的坐标;②求
A
B C
y y y --的值;
(Ⅱ)当y 0≥0恒成立时,求
A
B C
y y y -的最小值.
2. (2012湖北黄石10分)已知抛物线C 1的函数解析式为2
y ax bx 3a(b 0)=+-<,若 抛物线C 1经过点(0,3)-,方程2ax bx 3a 0+-=的两根为1x ,2x ,且12x x 4-=。
(1)求抛物线C 1的顶点坐标. (2)已知实数x 0>,请证明:1x x +
≥2,并说明x 为何值时才会有1
x 2x
+=. (3)若抛物线先向上平移4个单位,再向左平移1个单位后得到抛物线C 2,设1
A(
m ,y ),
2B(n,y )是C 2上的两个不同点,且满足: 0
0AOB 9∠=,m 0>,n 0<.请你用含有m 的
表达式表示出△AOB 的面积S ,并求出S 的最小值及S 取最小值时一次函数OA 的函数解析
式。(参考公式:在平面直角坐标系中,若11P(x ,y ),22Q(x ,y ),则P ,Q
两点间的距离
二次函数与一次函数、反比例函数、 一元二次方程、不等式组 课程目标: 灵活运用二次函数的性质解一元二次方程; 熟练解决二次函数与与其它函数结合的有关问题。 课程要求: 完成讲义中的练习; 完成课后配套练习。 一、二次函数与一元二次方程、不等式(组) 例1.函数(是常数)的图像与轴的交点个数为( ) A.0个 B.1个 C.2个 D.1个或2个 例2.已知实数x ,y 满足x 2 +3x +y -3=0,则x +y 的最大值为 . 例3.设函数y=x 2 ﹣(k+1)x ﹣4(k+5)的图象如图所示,它与x 轴交于A 、B 两点,且线段OA 与OB 的长的比为1:4,则k= _________ . 例4. 如图10-2,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 . 例5. 已知P (3,m -)和Q (1,m )是抛物线2 21y x bx =++上的两点. (1)求b 的值; (2)判断关于x 的一元二次方程221x bx ++=0是否有实数根,若有, 2 2y mx x m =+-m x
求出它的实数根;若没有,请说明理由; (3)将抛物线2 21y x bx =++的图象向上平移k (k 是正整数)个单位,使平移后的图象与x 轴无交点,求k 的最小值. 【当堂练】 1.已知二次函数c bx ax y ++=2 的图象如图10-1所示,则下列结论正确的是( ) A .a >0 B .c <0 C .b 2 -4ac <0 D .a +b +c >0 2.如图所示,函数的图像与轴只有一个交 点,则交点的横坐标 . 3.二次函数的图像与轴的交点坐标为 . =ax2+bx+c 中,a<0,抛物线与x 轴有两个交点A (2,0)B (-1,0),则ax2+bx+c>0的解是____________; ax2+bx+c<0的解是____________ 5. 抛物线与轴有 个交点,因为其判别式 0,相应二次方程的根的情况为 . 6.关于的方程有两个相等的实数根,则相应二次函数 与轴必然相交于 点,此时 . 2 (2)7(5)y k x x k =--+-x 0x =2 69y x x =-+-x 2 283y x x =--x 2 4b ac -= 2 3280x x -+=x 2 5mx mx m ++=25y mx mx m =++-x m =O
一、填空题 1.若抛物线y=2x2-(m+3)x-m+7的对称轴是x=1,则m= . 2.已知抛物线的对称轴是x=-1,它与x轴交点的距离等于4,它在y轴上的截距是-6,则它的表达式为. 3.若a>0,b>0,c>0,△>0,那么抛物线y=ax2+bx+c经过象限. 4.抛物线y=a(x-2)(x+5)与x轴的交点坐标为. 5.已知抛物线的对称轴是x=-1,它与x轴交点的距离等于4,它在y轴上的截距是-6,则它的表达式为. 6.直线y=3与抛物线y=-x2+8x-12的两个交点坐标分别是_____________与_____________ 7.抛物线y=2x2+8x+m与x轴只有一个交点,则m= . 8.已知抛物线y=ax2+bx+c的系数有a-b+c=0,则这条抛物线经过点. 9.二次函数y=kx2+3x-4的图象与x轴有两个交点,则k的取值范围. 10.抛物线y=x2-2x+a2的顶点在直线y=2上,则a的值是. 二、选择题 11.抛物线y=3x2+5x与两坐标轴交点的个数为() A.3个B.2个C.1个D.无 12.如图2-8-8所示,函数y=ax2-bx+c的图象过(-1,0),则的值是() A.-3 B.3 C.D.- 13.已知二次函数y=ax2+bx+c的图象如图2-8-9所示,则下列关系正确的是() A.0<-<1 B.0<-<2 C.1<-<2 D.-=1 14.下列各式中,y是x的二次函数的是 ( )
A . 21xy x += B . 220x y +-= C . 22y ax -=- D . 2210x y -+= 15.在同一坐标系中,作22y x =+2、22y x =--1、212 y x =的图象,则它们 ( ) A .都是关于y 轴对称 B .顶点都在原点 C .都是抛物线开口向上 D .以上都不对 16.若二次函数)2(2-++=m m x mx y 的图象经过原点,则m 的值必为 ( ) A . 0或2 B . 0 C . 2 D . 无法确定 17.抛物线122+-=x x y 则图象与x 轴交点为 ( ) A . 二个交点 B . 一个交点 C . 无交点 D . 不能确定 18.关于02=--n x x 没有实数根,则n x x y --=2的图象的顶点在 ( ) A 第一象限 B 第二象限 C 第三象限 D 第四象限 19. 在同一直角坐标系中,函数b ax y -=2与)0(≠+=ab b ax y 的图象大致如图 ( ) 20.对于2)3(22+-=x y 的图象下列叙述正确的是 ( ) A 顶点作标为(-3,2) B 对称轴为y=3 C 当3≥x 时y 随x 增大而增大 D 当3≥x 时y 随x 增大而减小 三.解答题 21.解不等式22530x x ++> 22.若不等式()()222240a x a x -+--<对一切x R ∈都成立,求a 的取值范围
二次函数与二次方程、二次不等式的关系 一、知识梳理 知识点1、二次函数与一元二次方程、二次不等式有着十分紧密的联系;当二次函数 y=ax 2 +bx+c(a ≠0)的函数值y=0时,就是一元二次方程,当y ≠0时,就是二次不等式。 知识点2、二次函数的图象与x 轴交点的横坐标就是一元二次方程的根,图像的交点个数与一元二次方程的根的个数是完全相同的,这是数和形有机结合的重要体现。研究二次函 数y=ax 2+bx +c 图象与x 轴交点问题从而就转化为研究一元二次方程ax 2 +bx +c=0的根的问题,这样图像问题就可以转化成方程问题,应用根的判别式、韦达定理、求根公式等解题。 知识点3、二次函数与一元二次方程、二次不等式三者之间的内在联系如下表所示: 二、精典题型剖析 例1、已知二次函数y=x 2-(m -3)x -m 的图象是抛物线,如图 (1)试求m 为何值时,抛物线与x 轴的两个交点间的距离是3? (2)当m 为何值时,方程x 2-(m -3)x -m=0的两个根均为负数? (3)设抛物线的顶点为M ,与x 轴的交点P 、Q , 求当PQ 最短时△MPQ 的面积. 变式训练:1、函数y=ax 2-bx +c 的图象过(-1,0),则b a c a c b c b a ++ +++的值是________ 2、已知二次函数y=x 2-2x+3. (1) 若它的图像永远在x 轴的上方,则x 的取值范围是__________; (2) 若它的图像永远在x 轴的下方,则x 的取值范围是__________; (3) 若它的图像与x 轴只有一个交点,则x 的取值范围是__________. 3、已知二次函数y=x 2+mx +m -2.求证:无论m 取何实数,抛物线总与x 轴有两个交点. △=b 2﹣4ac △>0 △=0 △<0 二次函数 y=ax2+bx+c(a >0)的图像 x y O x y O x y O 一元二次方程 ax2+bx+c=0(a >0)的根 a b x 22 ,1?±-= a b x 2-= 无实数根 一元二次不等式 ax 2 +bx+c >0(a >0)的解集 x < 1x 或x >2x (1x <2x ) a b x 2- ≠ x 为全体实数 一元二次不等 ax2+bx+c <0(a >0)的解集 1x <x <2x (1x <2x ) 无解 无解
二次函数与不等式 班级____________ 姓名___________________ 1、二次函数的图象如图,则不 式<0的解 22--=x x y 22--x x 集x 的范围是______________; 2、函数的图象如图,那么:c bx x a y ++=2(1)方程=2的根是________________;c bx x a ++2(2)不等式>2的解集是______________;c bx x a ++2(3)不等式<2的解集是_____________;c bx x a ++2 3、已知关于x 的一元二次方程的两根分 02=++n mx x 别为x 1=a,x 2=b (ab C.a 二次函数、二次不等式练习题 姓名:___________ 班级:___________成绩:___________ 一、单选题 1.已知R 为实数集,集合}02|{2≥-=x x x A ,}1|{B >=x x ,则 ( ) A.)1,0( B. ]1,0( C. )2,1( D. ]2,1( 2.不等式()12303x x ? ?+-≤ ??? 的解集为( ) A. 2{ 3 x x ≥或13x ?≤-?? B. 1233x x ??-≤≤???? C. 2{ 3 x x >或13x ?<-?? D. 1233x x ??-<??? 3.已知关于x 的不等式()2110x k x k ---+≥对任意实数x 都成立,则实数k 的取值 范围是( ) 4.A. (][),31,-∞-?+∞ B. (][),13,-∞?+∞ C. []1,3- D. [] 3,1- 4.不等式220ax bx ++>的解集是11,23??- ??? ,则a b +的值是( ) A. 14- B. 10- C. 14 D. 10 5.已知关于x 的不等式01442 >++ax ax 的解集为R ,则实数a 的取值范围是( ) A. ]1,0[ B. )1,0[ C. )(1,0 D. f ]1,0( 6.已知关于x 的不等式2320ax x -+≤的解集为{|1}x x b ≤≤.则实数a b +的值为 ( ) A. 2 B. 3 C. 4 D. 5 7.已知关于x 的不等式24410ax ax ++>的解集为R ,则实数a 的取值范围是( ) A. []0,1 B. [)0,1 C. ()0,1 D. (]0,1 8.若函数762--=x x y ,则它在]4,2[-上的最大值、最小值分别是( ) A. 9,-15 B. 12,-15 C. 9,-16 D. 9,-12 9.函数142+--=x x y ,]2,3[-∈x 的值域( ) A. (-∞,5) B. [5,+∞) C. [-11,5] D. [4,5] 10.函数()21122 y x =-++的顶点坐标是 ( ) A. (1,2) B. (1,-2) C. (-1,2) D. (-1,-2) 11.已知函数]5,[,4)(2m x x x x f ∈+-=的值域是]4,5[-,则实数m 的取值范围是 A. B. C. D. 12.若函数()225f x x ax =-+在区间[)1,+∞上单调递增,则a 的取值范围是( ) A. (],2-∞ B. [)2,+∞ C. [)4,+∞ D. (],4-∞ 13.3)(2++-=a x y 的最大值为( ) A. 2 B. 3 C. 4 D. 5 14.若方程()2 250x m x m ++++=只有负根,则m 的取值范围是( ) A. 4m ≥ B. 54m -<≤- C. 54m -≤≤- D. 52m -<<- 15.若()()2212f x x a x =--+在(] ,5-∞上是减函数,则a 的取值范围是( ) A. 6a > B. 6a ≥ C. 6a < D. 6a ≤ 16.函数)0(4)(2 >+-=m mx x x f 在]0,(-∞上的最小值是( ) A. 4 B. -4 C. 与m 的取值有关 D. 不存在 二、填空题二次函数二次不等式练习题
二次函数与方程和不等式练习题