定義與定義表達式
一般地,
自變量x和
因變量y之間存在如下關系:
y=ax^2+bx+c(a≠0,a、b、c為常數),則稱y為x的二次函數。
重要概念:(a,b,c為常數,a≠0,且a決定函數的開口方向,a>0時,開口方向向上,a<0時,開口方向向下。IaI還可以決定開口大小,IaI越大開口就越小,IaI越小開口就越大。)
二次函數表達式的右邊通常為二次。
x是自變量,y是x的二次函數
二次函數的三種表達式
?、僖话闶剑?strong>
y=ax^
2;+bx+c(a,b,c為常數,a≠0)
?、陧旤c式[拋物線的頂點 P(h,k) ]:
y=a(x-h)^2+k
?、劢稽c式[僅限于與x軸有交點 A(x1,0) 和 B(x2,0) 的拋物線]:
y=a(x-x1)(x-x2)
以上3種形式可進行如下轉化:
①一般式和頂點式的關系
對于二次函數y=ax+bx+c,其頂點坐標為
(-b/2a),(4ac-b2)/4a),即
h=-b/2a=(x1+x2)/2
k=(4ac-b²)/4a
?、谝话闶胶徒稽c式的關系
x1,x2=[-b±√(b²-4ac)]/2a(即一元二次方程求根公式)
二次函數的圖像
在平面直角坐標系中作出二次函數
y=x²的圖像,
可以看出,二次函數的圖像是一條永無止境的拋物線。
不同的二次函數圖像
拋物線的性質
1.拋物線是
軸對稱圖形。對稱軸為直線
x = -b/2a。
對稱軸與拋物線唯一的交點為拋物線的頂點P。
特別地,當b=0時,拋物線的對稱軸是y軸(即直線x=0)
2.拋物線有一個頂點P,坐標為P ( -b/2a ,(4ac-b²)/4a )
當-b/2a=0時,P在y軸上;當Δ= b²-4ac=0時,P在x軸上。
3.二次項系數a決定拋物線的開口方向和大小。
當a>0時,拋物線向上開口;當a<0時,拋物線向下開口。
|a|越大,則拋物線的開口越小。
4.一次項系數b和二次項系數a共同決定對稱軸的位置。
當a與b
同號時(即ab
>0),對稱軸在
y軸左; 因為若對稱軸在左邊則對稱軸小于0,也就是-b/2a<0,所以b/2a要大于0,所以a、b要同號
當a與b
異號時(即ab
<0),對稱軸在
y軸右。因為對稱軸在右邊則對稱軸要大于0,也就是-b/2a>0,所以b/2a要小于0,所以a、b要異號
事實上,b有其自身的幾何意義:拋物線與y軸的交點處的該拋物線切線的函數解析式(一次函數)的斜率k的值。可通過對二次函數求導得到。
5.常數項c決定拋物線與y軸交點。
拋物線與y軸交于(0,c)
6.拋物線與x軸交點個數
Δ= b²-4ac>0時,拋物線與x軸有2個交點。
Δ= b²-4ac=0時,拋物線與x軸有1個交點。
_______
Δ= b²-4ac<0時,拋物線與x軸沒有交點。X的取值是虛數(
x= -b±√b²-4ac 的值的相反數,乘上虛數i,整個式子除以2a)
當a>0時,函數在x= -b/2a處取得最小值f(-b/2a)=4ac-b²/4a;在{x|x<-b/2a}上是減函數,在{x|x>-b/2a}上是增函數;拋物線的開口向上;函數的值域是{y|y≥4ac-b²/4a}相反不變
當b=0時,拋物線的對稱軸是y軸,這時,函數是偶函數,解析式變形為y=ax²+c(a≠0)
7.定義域:R
值域:(對應解析式,且只討論a大于0的情況,a小于0的情況請讀者自行推斷)①[(4ac-b²)/4a,正無窮);②[t,正無窮)
奇偶性:偶函數
周期性:無
解析式:
?、賧=ax²+bx+c[一般式]
⑴a≠0
?、芶>0,則拋物線開口朝上;a<0,則拋物線開口朝下;
?、菢O值點:(-b/2a,(4ac-b²)/4a);
?、?#916;=b²-4ac,
Δ>0,圖象與x軸交于兩點:
?。╗-b-√Δ]/2a,0)和([-b+√Δ]/2a,0);
Δ=0,圖象與x軸交于一點:
?。?b/2a,0);
Δ<0,圖象與x軸無交點;
②y=a(x-h)²+t[配方式]
此時,對應極值點為(h,t),其中h=-b/2a,t=(4ac-b²)/4a);
二次函數與一元二次方程
特別地,二次函數(以下稱函數)
y=ax²+bx+c,
當
y=0時,二次函數為關于x的一元二次方程(以下稱方程),
即
ax²+bx+c=0
此時,函數圖像與x軸有無交點即方程有無實數根。
函數與x軸交點的橫坐標即為方程的根。
1.
二次函數y=ax²,y=a(x-h)²,y=a(x-h)² +k,y=ax²+bx+c(各式中,a≠0)的圖象形狀相同,只是位置不同,它們的頂點坐標及對稱軸如下表:
解析式
y=ax²
y=ax²+K
y=a(x-h)²
y=a(x-h)²+k
y=ax²+bx+c
頂點坐標
(0,0)
(0,K)
(h,0)
(h,k)
(-b/2a,sqrt[4ac-b²]/4a)
對 稱 軸
x=0
x=0
x=h
x=h
x=-b/2a
當
h>0時,
y=a(x-h)²的圖象可由拋物線
y=ax²向右平行移動
h個單位得到,
當
h<0時,則向左平行移動|h|個單位得到.
當
h>0,k>0時,將拋物線
y=ax²向右平行移動h個單位,再向上移動k個單位,就可以得到y(tǒng)=a(x-h)²+k的圖象;
當
h>0,k<0時,將拋物線
y=ax²向右平行移動h個單位,再向下移動|k|個單位可得到
y=a(x-h)²+k的圖象;
當
h<0,k>0時,將拋物線向左平行移動
|h|個單位,再向上移動k個單位可得到
y=a(x-h)²+k的圖象;
當
h<0,k<0時,將拋物線向左平行移動
|h|個單位,再向下移動|k|個單位可得到
y=a(x-h)²+k的圖象;
因此,研究拋物線
y=ax^2+bx+c(a≠0)的圖象,通過配方,將一般式化為y=a(x-h)²+k的形式,可確定其頂點坐標、對稱軸,拋物線的大體位置就很清楚了.這給畫圖象提供了方便.
2.拋物線
y=ax²+bx+c(a≠0)的圖象:當a>0時,開口向上,當a<0時開口向下,對稱軸是直線
x=-b/2a,頂點坐標是
(-b/2a,[4ac-b²]/4a).
3.拋物線
y=ax²+bx+c(a≠0),若
a>0,當
x ≤ -b/2a時,y隨x的增大而減?。划?em>x ≥ -b/2a時,y隨x的增大而增大.若a<0,當x ≤ -b/2a時,y隨x的增大而增大;當x ≥ -b/2a時,y隨x的增大而減?。?
4.拋物線y=ax²+bx+c的圖象與坐標軸的交點:
(1)圖象與y軸一定相交,交點坐標為(0,c);
(2)當△=b²-4ac>0,圖象與x軸交于兩點A(x?,0)和B(x?,0),其中的x1,x2是一元二次方程ax²+bx+c=0
(a≠0)的兩根.這兩點間的距離AB=|x?-x?| 另外,拋物線上任何一對對稱點的距離可以由|2×(-b/2a)-A |(A為其中一點的橫坐標)
當△=0.圖象與x軸只有一個交點;
當△<0.圖象與x軸沒有交點.當a>0時,圖象落在x軸的上方,x為任何實數時,都有y>0;當a<0時,圖象落在x軸的下方,x為任何實數時,都有y<0.
5.拋物線y=ax²+bx+c的最值:如果a>0(a<0),則當x= -b/2a時,y最小(大)值=(4ac-b²)/4a.
頂點的橫坐標,是取得最值時的自變量值,頂點的縱坐標,是最值的取值.
6.用待定系數法求二次函數的解析式
(1)當題給條件為已知圖象經過三個已知點或已知x、y的三對對應值時,可設解析式為一般形式:
y=ax²+bx+c(a≠0).
(2)當題給條件為已知圖象的頂點坐標或對稱軸或極大(小)值時,可設解析式為頂點式:y=a(x-h)²+k(a≠0).
(3)當題給條件為已知圖象與x軸的兩個交點坐標時,可設解析式為兩根式:y=a(x-x?)(x-x?)(a≠0).
7.二次函數知識很容易與其它知識綜合應用,而形成較為復雜的綜合題目。因此,以二次函數知識為主的綜合性題目是中考的熱點考題,往往以大題形式出現.
1.(北京西城區(qū))拋物線y=x²-2x+1的對稱軸是( )
(A)直線x=1 (B)直線x=-1 (C)直線x=2 (D)直線x=-2
考點:二次函數y=ax²+bx+c的對稱軸.
評析:因為拋物線y=ax²+bx+c的對稱軸方程是:x=-b/2a,將已知拋物線中的a=1,b=-2代入,求得x=1,故選項A正確.
另一種方法:可將拋物線配方為y=a(x-h)²+k的形式,對稱軸為x=h,已知拋物線可配方為y=(x-1)²,所以對稱軸x=1,應選A.
2.( 北京東城區(qū))有一個二次函數的圖象,三位學生分別說出了它的一些特點:
甲:對稱軸是直線x=4;
乙:與x軸兩個交點的橫坐標都是整數;
丙:與y軸交點的縱坐標也是整數,且以這三個交點為頂點的三角形面積為3.
請你寫出滿足上述全部特點的一個二次函數解析式:?。?
考點:二次函數y=ax²+bx+c的求法
評析:設所求解析式為y=a(x-x1)(x-x2),且設x1<x2,則其圖象與x軸兩交點分別是A(x1,0),B(x2,0),與y軸交點坐標是(0,ax1x2). 『因為頂點式a(x+x1)(x+x2),又因為與y軸交點的橫坐標為0,所以a(0+x1)(0+x2),也就是ax1x2
∵拋物線對稱軸是直線x=4,
∴x2-4=4 - x1即:x1+ x2=8?、?∵S△ABC=3,∴(x2- x1)·|a x1 x2|= 3,
即:x2- x1=?、?
①②兩式相加減,可得:x2=4+,x1=4-
∵x1,x2是整數,ax1x2也是整數,∴ax1x2是3的約數,共可取值為:±1,±3。
當ax1x2=±1時,x2=7,x1=1,a=±
當ax1x2=±3時,x2=5,x1=3,a=±
因此,所求解析式為:y=±(x-7)(x-1)或y=±(x-5)(x-3)
即:y=x2-x+1 或y=-x2+x-1 或y=x2-x+3 或y=-x2+x-3
說明:本題中,只要填出一個解析式即可,也可用猜測驗證法。例如:猜測與x軸交點為A(5,0),B(3,0)。再由題設條件求出a,看C是否整數。若是,則猜測得以驗證,填上即可。
5.( 河北省)如圖13-28所示,二次函數y=x²-4x+3的圖象交x軸于A、B兩點,交y軸于點C,則△ABC的面積為( )
A、6 B、4 C、3 D、1
考點:二次函數y=ax2+bx+c的圖象及性質的運用。
評析:由函數圖象可知C點坐標為(0,3),再由x²-4x+3=0可得x1=1,x2=3所以A、B兩點之間的距離為2。那么△ABC的面積為3,故應選C。
圖13-28
6.( 安徽省)心理學家發(fā)現,學生對概念的接受能力y與提出概念所用的時間x(單位:分)之間滿足函數關系:y=-0.1x2+2.6x+43(0<x<30)。y值越大,表示接受能力越強。
(1)x在什么范圍內,學生的接受能力逐步增強?x在什么范圍內,學生的接受能力逐步降低?
(2)第10分時,學生的接受能力是什么?
(3)第幾分時,學生的接受能力最強?
考點:二次函數y=ax²+bx+c的性質。
評析:將拋物線y=-0.1x2+2.6x+43變?yōu)轫旤c式為:y=-0.1(x-13)2+59.9,根據拋物線的性質可知開口向下,當x<13時,y隨x的增大而增大,當x>13時,y隨x的增大而減小。而該函數自變量的范圍為:0<x3<0,所以兩個范圍應為0<x<13;13<x<30。將x=10代入,求函數值即可。由頂點解析式可知在第13分鐘時接受能力為最強。解題過程如下:
解:(1)y=-0.1x2+2.6x+43=-0.1(x-13)2+59.9
所以,當0<x<13時,學生的接受能力逐步增強。
當13<x<30時,學生的接受能力逐步下降。
(2)當x=10時,y=-0.1(10-13)2+59.9=59。
第10分時,學生的接受能力為59。
(3)x=13時,y取得最大值,
所以,在第13分時,學生的接受能力最強。
9.( 河北省)某商店經銷一種銷售成本為每千克40元的水產品.據市場分析,若按每千克50元銷售,一個月能售出500千克;銷售單價每漲1元,月銷售量就減少10千克.針對這種水產品的銷售情況,請解答以下問題:
(1)當銷售單價定為每千克55元時,計算月銷售量和月銷售利潤;
(2)設銷售單價為每千克x元,月銷售利潤為y元,求y與x的函數關系式(不必寫出x的取值范圍);
(3)商店想在月銷售成本不超過10000元的情況下,使得月銷售利潤達到8000元,銷售單價應定為多少?
解:(1)當銷售單價定為每千克55元時,月銷售量為:500–(55–50)×10=450(千克),所以月銷售利潤為
:(55–40)×450=6750(元).
(2)當銷售單價定為每千克x元時,月銷售量為:[500–(x–50)×10]千克而每千克的銷售利潤是:(x–40)元,所以月銷售利潤為:
y=(x–40)[500–(x–50)×10]=(x–40)(1000–10x)=–10x²+1400x–40000(元),
∴y與x的函數解析式為:y =–10x²+1400x–40000.
(3)要使月銷售利潤達到8000元,即y=8000,∴–10x2+1400x–40000=8000,
即:x2–140x+4800=0,
解得:x1=60,x2=80.
當銷售單價定為每千克60元時,月銷售量為:500–(60–50)×10=400(千克),月銷售成本為:
40×400=16000(元);
當銷售單價定為每千克80元時,月銷售量為:500–(80–50)×10=200(千克),月銷售單價成本為:
40×200=8000(元);
由于8000<10000<16000,而月銷售成本不能超過10000元,所以銷售單價應定為每千克80元.
19.2006義烏市經濟繼續(xù)保持平穩(wěn)較快的增長態(tài)勢,全市實現生產總值 元,已知全市生產總值=全市戶籍人口×全市人均生產產值,設義烏市2006年戶籍人口為x(人),人均生產產值為y(元).
?。?)求y關于x的函數關系式;
(2)2006年義烏市戶籍人口為706 684人,求2006年義烏市人均生產產值(單位:元,結果精確到個位):若按2006年全年美元對人民幣的平均匯率計(1美元=7.96元人民幣),義烏市2006年人均生產產值是否已跨越6000美元大關?
20.下圖1為義烏市2005年,2006年城鎮(zhèn)居民人均可支配收入構成條形統(tǒng)計圖。圖2為義烏市2006年城鎮(zhèn)居民人均可支配收入構成扇形統(tǒng)計圖,城鎮(zhèn)居民個人均可支配收入由工薪收入、經營凈收入、財產性收入、轉移性收入四部分組成。請根據圖中提供的信息回答下列問題:
?。?)2005年義烏市城鎮(zhèn)居民人均工薪收入為________元,2006年義烏市城鎮(zhèn)居民人均可支配收入為_______元;
(2)在上圖2的扇形統(tǒng)計圖中,扇形區(qū)域A表示2006年的哪一部分收入:__________.
(3)求義烏市2005年到2006年城鎮(zhèn)居民人遠親中支配收入的增長率(精確到0.1℅)
19.解:(1) (x為正整數)
?。?)2006年全市人均生產產值= (元)(2分)
我市2006年人均生產產值已成功跨越6000美元大關(1分)