中学数学竞赛讲座及练习(第41讲)+二次

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1、第四十一讲二次函数二次函数是一类十分重要的最基本的初等函数，也是初中数学的主要内容之一，它在中学数学中起着承上启下的作用，它与一元二次方程、一元二次不等式知识的综合运用，是初中代数的重点和难点之一．另外，二次函数在工程技术、商业、金融以及日常生活中都有着广泛的应用．通过对二次函数的学习，使我们能进一步理解函数思想和函数方法，提高分析问题、解决问题的能力．正确掌握二次函数的基本性质是学好二次函数的关键．　　　1．二次函数的图像及其性质　　　例1(1)设抛物线y=2x2，把它向右平移p个单位，或向下移q个

2、单位，都能使得抛物线与直线y=x-4恰好有一个交点，求p，q的值．　　(2)把抛物线y=2x2向左平移p个单位，向上平移q个单位，则得到的抛物线经过点(1，3)与(4，9)，求p，q的值．　　(3)把抛物线y=ax2＋bx＋c向左平移三个单位，向下平移两个单位析式．　　解(1)抛物线y=2x2向右平移p个单位后，得到的抛物线为y=2(x-p)2．于是方程2(x-p)2=x-4有两个相同的根，即方程2x2-(4p+1)x+2p2＋4=0的判别式△=(4p+1)2-4·2·(2p2＋4)=0，　　抛物线y

3、=2x2向下平移q个单位，得到抛物线y=2x2-q．于是方程2x2-q=x-4有两个相同的根，即△=1-4·2(4-q)=0，　　(2)把y=2x2向左平移p个单位，向上平移q个单位，得到的抛物线为y=2(x+p)2＋q．于是，由题设得　解得p=-2，q=1，即抛物线向右平移了两个单位，向上平移了一个单位．　　　　　　　　解得h=3，k=2．原二次函数为　　　　说明将抛物线y=ax2＋bx＋c向右平移p个单位，得到的抛物线是y=a(x-p)2＋b(x-p)＋c；向左平移p个单位，得到的抛物线是y=a(

4、x＋p)2＋b(x＋p)＋c；向上平移q个单位，得到y=ax2＋bx＋c＋q；向下平移q个单位，得到y=ax2＋bx＋c-q．　　例2已知抛物线y=ax2＋bx＋c的一段图像如图3－7所示．　　　(1)确定a，b，c的符号；　　(2)求a＋b＋c的取值范围．　　解(1)由于抛物线开口向上，所以a＞0．又抛物线经过点(0，-1)，合a＞0便知b＜0．所以a＞0，b＜0，c＜0．　　(2)记f(x)=ax2＋bx＋c．由图像及(1)知　　　所以a+b＋c=a＋(a-1)-1=2(a-1)，-2＜a＋b＋c

5、＜0．　　例3已知抛物线y=ax2-(a＋c)x+c(其中a≠c)不经过第二象限．　　(1)判断这条抛物线的顶点A(x0，y0)所在的象限，并说明理由；　　(2)若经过这条抛物线顶点A(x0，y0)的直线y=-x+k与抛物线的另一　　解(1)因为若a＞0，则抛物线开口向上，于是抛物线一定经过第二象限，所以当抛物线y=ax2-(a＋c)x+c的图像不经过第二象限时，必有a＜0．又当x=0时，y=c，即抛物线与y轴的交点为(0，c)．因为抛物线不经过第二象限，所以c≤0．于是所以顶点A(x0，y0)在第一

6、象限．　　　　　　　　　　　　　　　B在直线y=-x+k上，所以0=-1+k，所以k=1．又由于直线y=-x+1经过-2x2+2x．　　　2．求二次函数的解析式　　　求二次函数y=ax2＋bx＋c(a≠0)的解析式，需要三个独立的条件确定三个系数a，b，c．一般地有如下几种情况：　　(1)已知抛物线经过三点，此时可把三点坐标代入解析式，得到关于a，b，c的三元一次方程组，解方程组可得系数a，b，c．或者已知抛物线经过两点，这时把两点坐标代入解析式，得两个方程，再利用其他条件可确定a，b，c．或者已知抛

7、物线经过某一点，这时把这点坐标代入解析式，再结合其他条件确定a，b，c．　　(2)已知抛物线的顶点坐标为(h，k)，这时抛物线可设为y＝a(x-h)2＋k，再结合其他条件求出a．　　(3)已知抛物线与x轴相交于两点(x1，0)，(x2，0)，此时的抛物线可设为y=a(x-x1)(x-x2)，再结合其他条件求出a．　　例4设二次函数f(x)=ax2＋bx＋c满足条件：f(0)=2，f(1)=-1，　　解由f(0)=2，f(1)＝－1，得　即c=2，b=-(a＋3)．因此所求的二次函数是y＝ax2-(a＋

8、3)x＋2．　　由于二次函数的图像在x轴上所截得的线段长，就是方程ax2-(a＋3)x＋2=0两根差的绝对值，而这二次方程的两根为　于是　　　　　　因此所求的二次函数表达式为　　例5设二次函数f(x)=ax2＋bx+c，当x=3时取得最大值10，并且它的图像在x轴上截得的线段长为4，求a，b，c的值．　　分析当x=3时，取得最大值10的二次函数可写成f(x)＝a(x-3)2＋10，且a＜0．　　解因为抛物线的对称轴是x=3，又因为图像在x轴上截得的线段长