A.知识要点
一元二次方程、一元二次不等式和二次函数之间联系密切.二次函数的图像与x轴相交的"瞬间"就是一元二次方程,一元二次方程的根就是它对应的二次函数的图像与x轴交点的横坐标.二次函数图象的"片段"(在x轴上方或下方的部分)就是一元二次不等式,一元二次方程、一元二次不等式是二次函数的特殊情况.只有明确了三者之间的关系和区别,才能灵活运用.
1.一般地,如果抛物线y=ax²+bx+c与x轴有公共点,公共点的横坐标是x0,那么当x=x时,函数值是0,因此x=x0是方程ax²+bx+c=0得出一个根。
二次函数y=ax²+bx+c的图像与x轴的位置关系有三种:没有公共点,有一个公共点,有两个公共点。这对应着一元二次方程ax²+bx+c=0的根有三种情况:没有实数根,有两个相等的实数根,有两个不等的实数根。
2. 利用函数图像求一元二次方程的根步骤:(1)作函数图像; (2)确定根所在的范围; (3)通过取平均数的方法不断缩小根所在的范围,直至符合题目要求。
3.当a>0时,不等式ax²+bx+c>0的解集为x>x₂,x<x₁;
当a<0时,不等式ax²+bx+c>0的解集为x₁<x<x₂
归纳:(1)从“形”的方面看,二次函数y=ax ²+bx+c在x轴上方的图象上的点的横坐标,即为一元二次不等式ax²+bx+c>0的解;在x轴下方的图象上的点的横坐标,即为一元二次不等式ax²+bx+c<0的解.
(2)从“数”的方面看,当二次函数y=ax²+bx+c的函数值大于0时,相应的自变量的值即为一元二次不等式ax²+bx+c>0的解;当二次函数y=ax ²+bx+c的函数值小于0时,相应的自变量的值即为一元二次不等式ax²+bx+c<0的解.这一结论反映了二次函数与一元二次不等式的关系.
B.典型问题
1.函数y=kx²+(2k+1)x+1的图象与x轴的交点的个数是 .
【分析】函数可能是二次函数,也可能不是,应分两种情况进行讨论;当是二次函数时,方程有两个不相等的实数根,二次函数的图象与x轴有两个交点;方程有两个相等的实数根,二次函数的图象与x轴有1个交点;方程没有实数根,二次函数的图象与x轴没有交点.
【解答】当k=0时,函数是一次函数,函数是y=3x+1,与x轴有一个交点;当k≠0时,因为△=(2k+1)²﹣4k=4k2+1>0,故方程kx²+(2k+1)x+1=0有两个不等的实数根,所以函数图象与x轴有2个交点,若k为0,一次函数与x轴有一个交点;故答案是:1或2.
2(2019•朝阳区模拟)二次函数y=ax²+bx+c(a≠0)的部分图象如图所示,对称轴为直线x=﹣1,则关于x的方程ax²+bx+c=0(a≠0)的解为 .
【解答】抛物线的对称轴为直线x=﹣1,抛物线与x轴的一个交点坐标为(1,0),所以抛物线与x轴的一个交点坐标为(﹣3,0),即x=1或﹣3时,函数值y=0,所以关于x的方程ax²+bx+c=0(a≠0)的解为x₁=﹣3,x₂=1.故答案为x₁=﹣3,x₂=1.
3.(2018秋•滨海县期末)已知二次函数y=ax²+bx+c中,函数y与自变量x的部分对应值如表,则方程ax²+bx+c=0的一个解的范围是( )
A.﹣0.01<x<0.02 B.6.17<x<6.18
C.6.18<x<6.19 D.6.19<x<6.20
【分析】观察表格可知,y随x的值逐渐增大,ax²+bx+c的值在6.18~6.19之间由负到正,故可判断ax²+bx+c=0时,对应的x的值在6.18~6.19之间.
【解答】由表格中的数据看出﹣0.01和0.02更接近于0,故x应取对应的范围.故选:C.
【点评】本题考查了用图象法求一元二次方程的近似根,解题的关键是找到y由正变为负时,自变量的取值即可.
4(2019•汉阳区校级模拟)已知二次函数y=3x²+2x+n,当自变量x的取值在﹣1≤x≤1的范围内时,函数与x轴有且只有一个公共点,则n的取值范围是_______ .
【分析】先确定抛物线的对称轴为直线x=﹣1/3,讨论:若抛物线与x轴有两个交点,利用函数图象,当x=﹣1,y<0且x=1,y≥0时,在﹣1≤x≤1的范围内时,抛物线与x轴有且只有一个公共点,即3﹣2+n<0且3+2+n≥0;若抛物线与x轴有两个交点,则△=22﹣4×3n=0,在﹣1≤x≤1的范围内时,抛物线与x轴有且只有一个公共点,然后分别解不等式组或方程即可.
【解答】抛物线的对称轴为直线x=﹣1/3,
若抛物线与x轴有两个交点,则当x=﹣1,y<0且x=1,y≥0时,在﹣1≤x≤1的范围内时,抛物线与x轴有且只有一个公共点,即3﹣2+n<0且3+2+n≥0,解得﹣5≤n<﹣1;
若抛物线与x轴有两个交点,则△=2²﹣4×3n=0,在﹣1≤x≤1的范围内时,抛物线与x轴有且只有一个公共点,即n=1/3,
综上所述,n的取值范围是﹣5≤n<﹣1或n=1/3.
故答案为﹣5≤n<﹣1或n=1/3.
5.(2019•平谷区一模)如图,二次函数y=ax²+bx+c(a≠0)的图象经过点A,B,C.现有下面四个推断:①抛物线开口向下;②当x=﹣2时,y取最大值;③当m<4时,关于x的一元二次方程ax²+bx+c=m必有两个不相等的实数根;④直线y=kx+c(k≠0)经过点A,C,当kx+c>ax²+bx+c时,x的取值范围是﹣4<x<0;其中推断正确的是( )
A.①②B.①③C.①③④D.②③④
【分析】结合函数图象,利用二次函数的对称性,恰当使用排除法,以及根据函数图象与不等式的关系可以得出正确答案.
【解答】①由图象可知,抛物线开口向下,所以①正确;
②若当x=﹣2时,y取最大值,则由于点A和点B到x=﹣2的距离相等,这两点的纵坐标应该相等,但是图中点A和点B的纵坐标显然不相等,所以②错误,从而排除掉A和D;剩下的选项中都有③,所以③是正确的;
易知直线y=kx+c(k≠0)经过点A,C,当kx+c>ax²+bx+c时,x的取值范围是x<﹣4或x>0,从而④错误.故选:B.
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