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1、初中数学竞赛专题选讲(初三.17)函数的图象一、内容提要1.函数的图象定义:在直角坐标系中,以自变量x为横坐标和以它的函数y的对应值为纵y坐标的点的集合,叫做函数y=f(x)的图象.例如一次函数y=kx+b(k,b是常数,k≠0)的图象是一条直线l.l①l上的任一点p0(x0,y0)的坐标,适合等式y=kx+b,即y0=kx0+b;②若y1=kx1+b,则点p1(x1,y1)在直线l上.P(x,y)2.方程的图象:我们把y=kx+b看作是关于x,y的二元一次方程kx-y+b=0,那么直线l就是以这个方程的解为坐标ox的点的集合,我们把这条直线叫做二元一次方程的图象.二元
2、一次方程ax+by+c=0(a,b,c是常数,a≠0,b≠0)叫做直线方程.一般地,在直角坐标系中,如果某曲线是以某二元方程的解为坐标的点的集合,那么这曲线就叫做这个方程的图象.例如:2二元二次方程y=ax+bx+c(a≠0)(即二次函数)的图象是抛物线;二元分式方程y=kx(k≠0)(即反比例函数)的图象是双曲线.3.函数的图象能直观地反映自变量x与函数y的对应规律.例如:①由图象的最高,最低点可看函数的最大,最小值;②由图象的上升,下降反映函数y是随x的增大而增大(或减小);③函数y=f(x)的图象在横轴的上方,下方或轴上,分别表示y>0,y<0,y=0.图象所对应
3、的横坐标就是不等式f(x)>0,f(x)<0的解集和方程f(x)=0的解.④两个函数图象的交点坐标,就是这两个图象所表示的两个方程(即函数解析式)的公共解.等等4.画函数图象一般是:①应先确定自变量的取值范围.要使代数式有意义,并使代数式所表示的实际问题有意义,还要注意是否连续,是否有界.②一般用描点法,但对一次函数(二元一次方程)的图象,因它是直线(包括射线、线段),所以可采用两点法.线段一定要画出端点(包括临界点).③对含有绝对值符号(或其他特殊符号)的解析式,应按定义对自变量分区讨论,写成几个解析式.二、例题2+bx+c(a≠0),例1.右图是二次函数y=ax试决
4、定a,b,c及b2-4ac的符号.解:∵抛物线开口向下,∴a<0.∵对称轴在原点右边,∴x=-b2a>0且a<0,∴b>0.∵抛物线与纵轴的交点在正半轴上,∴截距c>0.∵抛物线与横轴有两个交点,∴b2-4ac>0.2+5.例2.已知:抛物线f:y=-(x-2)试写出把f向左平行移动2个单位后,所得的曲线f1的方程;以及f关于x轴对称229的曲线f2的方程.画出f1和f2的略图,并求:(1)x的值什么范围,曲线f1和f2都是下降的;(2)x的值在什么范围,曲线f1和f2围成一个封闭图形;(3)求在f1和f2围成封闭图形上,平行于y轴的线段的长度的最大值.(1980年福建
5、省中招试题)2+5(由顶点横坐标变化确定的),
解:f1:y=-x2-5(由开口方向相反确定的).
f2:y=(x-2)(1)当x≥0时,f1下降,当x≤2时,f2下降,∴当0≤x≤2时,曲线f1和f2都是下降的.(2)求两曲线的交点横坐标,即解方程组2yx5,y(x22)5.2-2x-3=0.x∴x=-1;或x=3.∴当-1≤x≤3时,曲线f1和f2围成一个封闭图形.(3)封闭图形上,平行于y轴的线段的长度,就是对应于同一个横坐标,两曲线上的点的纵坐标的差.在区间–1≤x≤3内,设f1上的点P1(x,y1),f2上的点P2(x,y2),求y1-y2的最大值,可用配方法
6、:2y1-y2=(-x+5)-[(x-2)2+4x+6=-2x2+8.=-2(x-1)2-5]∵-2<0,∴y1-y2有最大值.当x=1时,y1-y2的值最大是8.即线段长度的最大值是8.例3.画函数y=x1x2的图象.解:自变量x的取值范围是全体实数,下面分区讨论:当x<-1时,y=-(x+1)-(x-2)=-2x+1;当-1≤x<2时,y=x+1-(x-2)=3;当x≥2时,y=x+1+x-2=2x-1.2x1(x1);3(1x2);即y=x1x2=2x1(x2).x⋯-2-123⋯y=-2x+1(x<-1)⋯53y=3(-1≤x<2)33230y=2x-1(x≥2
7、)35⋯∴画函数y=x1x2的图象如下图:例4.画方程[x]2+[y]2=1的图象,[m]表示不超过m的最大整数.(1985年徐州市初中数学竞赛题).解:∵[x]∴[x]2≥0,且[y]2=1-[x]2≥0,2≤1.∴0≤[x]2≤1.∵[m]表示不超过m的最大整数,∴当[x]2=0[x]=00≤x≤1.当[x]2=1[x]=1(1(11xx0),2).自变量x的取值范围是:-1≤x<2.x-1≤x<00≤x<11≤x<2[x]-1012[x]101[y]2=1-[x]2010[y]0-110y0≤y<1-1≤y<01≤y<20≤y<1如