22.4 二次函数与一元二次方程【八大题型】(人教版)(教师版).docx
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1、专题22.4 二次函数与一元二次方程【八大题型】【人教版】【题型1 根据抛物线与x轴交点个数求字母的值(或取值范围)】1【题型2 利用二次函数的图象确定一元二次方程的实数根】4【题型3 抛物线与x轴交点上的四点问题】7【题型4 抛物线与x轴的截线长问题】11【题型5 图象法确定一元二次方程的近似根】14【题型6 利用二次函数的图象解一元二次不等式】18【题型8 由几何变换后的抛物线与一次函数的交点个数问题求字母取值范围】27【知识点1 二次函数图象与x轴的交点情况决定一元二次方程根的情况】根的判别式二次函数的图象二次函数与x轴的交点坐标一元二次方程根的情况0抛物线与x轴交于,两点,且,此时称抛
2、物线与x轴相交一元二次方程有两个不相等的实数根0抛物线与x轴交切于这一点,此时称抛物线与x轴相切一元二次方程有两个相等的实数根0抛物线与x轴无交点,此时称抛物线与x轴相离一元二次方程在实数范围内无解(或称无实数根)【题型1 根据抛物线与x轴交点个数求字母的值(或取值范围)】【例1】(2023春广东广州九年级期末)已知抛物线y=kx2+2x-1与坐标轴有三个交点,则k的取值范围()Ak-1Bk-1Ck-1且k0Dk-1且k0【答案】A【分析】由-10知,抛物线与y轴有一个非原点的交点(0,-1),故抛物线与x轴有两个不同的交点,即方程kx2+2x-1=0有两个不同的实根,再判断即可【详解】解:由
3、-10知,抛物线与y轴有一个非原点的交点(0,-1),故抛物线与x轴有两个不同的交点,即方程kx2+2x-1=0有两个不同的实根=4+4k0即k-1,因为二次项的系数不能为0k-1且k0,故选D【点睛】本题考查了抛物线与函数的关系,利用一元二次方程的判别式来判断抛物线与坐标轴的交点个数,做题时要认真分析,找到它们的关系【变式1-1】(2018四川资阳九年级四川省安岳中学校考期末)若关于x的函数y=(a+2)x2(2a1)x+a2的图象与坐标轴有两个交点,则a的值为 【答案】2,2或174【详解】关于x的函数y=(a+2)x2(2a1)x+a2的图象与坐标轴有两个交点,可分如下三种情况:当函数为
4、一次函数时,有a+2=0,a=2,此时y=5x4,与坐标轴有两个交点;当函数为二次函数时(a2),与x轴有一个交点,与y轴有一个交点,函数与x轴有一个交点,=0,(2a1)24(a+2)(a2)=0,解得a=174;函数为二次函数时(a2),与x轴有两个交点,且y轴的交点和与x轴上的一个交点重合,即图象经过原点,a2=0,a=2当a=2,此时y=4x23x,与坐标轴有两个交点故答案为2,2或174.【变式1-2】(2023春浙江绍兴九年级统考期中)已知抛物线y=x2(4m+1)x+2m1与x轴交于两点,如果有一个交点的横坐标大于2,另一个交点的横坐标小于2,并且抛物线与y轴的交点在点(0,-1
5、2)的下方,那么m的取值范围是()A16m14Bm14D全体实数【答案】A【详解】解:抛物线y=x2-(4m+1)x+2m-1与x轴有一个交点的横坐标大于2,另一个交点的横坐标小于2,且抛物线开口向上,当x=2时,y0,即42(4m+1)+2m10,解得:m16,又抛物线与y轴的交点在点(0,-12)的下方,2m-1-12,解得:m14,综上可得:16m0即m23,则可以得出 A6m+36m2-24m2m,0,B6m-36m2-24m2m,0,再令x=0,y=6,则可以得出点C0,6,ABC是以BC为底的等腰三角形,AB=AC,则AB=AC, AB=6m-36m2-24m2m-6m+36m2-
6、24m2m=36m2-24mm,AC=0-6m+36m2-24m2m2+6-02,AB=AC,0-6m+36m2-24m2m2+6-02=36m2-24mm,解得m=-38,故答案为:m=-38【点睛】本题涉及了两点间距离公式,等腰三角形的性质,二次函数的性质等内容,熟记两点间距离公式是解题的关键【题型2 利用二次函数的图象确定一元二次方程的实数根】【例2】(2023春山西临汾九年级统考期末)如图,二次函数y=ax2+bx+c的部分图象,图象过点3,0,对称轴为直线x=1,下列结论:abc0;a-b+c=0;y的最大值为3;方程ax2+bx+c+1=0有实数根;4a+c0其中正确的结论为 (填
7、序号)【答案】【分析】根据二次函数图象,依次判断a0、c0,可判断;根据抛物线的对称性与过点(3,0),可得抛物线与x轴的另一个交点为(-1,0),可判断;根据图象,可知y是有最大值,但不一定是3,可判断;由函数y=ax2+bx+c与y=-1的图象有两个交点,可判断;由于抛物线与x轴的一个交点坐标为(3,0),可知9a+3b+c=0,再根据b=-2a、a0推导4a+c0,可判断;从而可得答案【详解】解:抛物线的开口向下,与y轴的交点在y轴的正半轴,a0,抛物线的对称轴为直线x=-b2a=1,b=-2a0,abc0,故错误;抛物线与x轴的一个交点坐标为(3,0),根据对称性,与x轴的另一个交点坐
8、标为(-1,0),a-b+c=0,故正确;根据图象,y是有最大值,但不一定是3,故错误;由ax2+bx+c+1=0可得ax2+bx+c=-1,根据图象,抛物线与直线y=-1有交点,ax2+bx+c+1=0有实数根,故正确;抛物线与x轴的一个交点坐标为(3,0),9a+3b+c=0,又b=-2a,9a+3(-2a)+c=3a+c=0,a0,a+(3a+c)0,即4a+c0,故正确综上所述,正确的为故答案为:【点睛】本题考查二次函数的图象与性质,熟练掌握二次函数的图象与性质,会利用数形结合思想解决问题是解题的关键【变式2-1】(2023春辽宁大连九年级统考期中)抛物线y=ax2+bx+c的顶点A在
9、x轴上,点A的坐标如图所示,则一元二次方程ax2+bx+c=0的根是 【答案】x1=x2=3【分析】根据图象与x轴的交点坐标直接写出答案即可【详解】解:观察图象知:抛物线y=ax2+bx+c的顶点A在x轴上,点A的坐标为(3,0),所以一元二次方程ax2+bx+c=0的根是x1=x2=3,故答案为:x1=x2=3【点睛】本题考查了抛物线与x轴的交点的知识,解题的关键是了解一元二次方程与二次函数的关系,难度不大【变式2-2】(2023春江苏南京九年级南京外国语学校仙林分校校考期末)若关于x的一元二次方程ax2+k=0的一个根为2,则二次函数y=ax+12+k与x轴的交点坐标为()A-3,0、1,
10、0B-2,0、2,0C-1,0、1,0D-1,0、3,0【答案】A【分析】根据一元二次方程的根为2,得出x+1=2,利用对称性求出坐标即可【详解】解:二次函数y=ax+12+k与x轴的交点坐标纵坐标为0,即0=ax+12+k,关于x的一元二次方程ax2+k=0的一个根为2,所以,x+1=2,解得,x=1,二次函数y=ax+12+k的对称轴为直线x=-1,所以,二次函数y=ax+12+k与x轴的交点坐标为-3,0、1,0,故选:A【点睛】本题考查了一元二次方程与二次函数的关系,解题关键是根据一元二次方程的根确定二次函数与x轴的交点坐标【变式2-3】(2023春广东广州九年级广州四十七中校考期末)
11、关于x的一元二次方程x2+x=n有两个不相等的实数根,则抛物线y=x2+x-n的顶点在第 象限【答案】三【分析】根据对称轴公式求出顶点横坐标,再根据开口向上及有两个交点即可得到顶点纵坐标与0的关系,即可得到答案【详解】解:由题意可得,顶点横坐标为:x=-b2a=-121=-120,抛物线y=x2+x-n开口向上,一元二次方程x2+x=n有两个不相等的实数根,抛物线y=x2+x-n与x轴有两个交点,顶点纵坐标:y0,抛物线顶点在第三象限,故答案为:三【点睛】本题考查二次函数与一元二次方程之间的关系及二次函数顶点公式,解题的关键是根据开口方向及与x轴交点确定顶点纵坐标与0的关系【题型3 抛物线与x
12、轴交点上的四点问题】【例3】(2023春福建厦门九年级大同中学校考期中)已知抛物线y=(x-x1)(x-x2)+1(x1x2),抛物线与x轴交于m,0,(n,0)两点(mn),则m,n,x1,x2的大小关系是()Ax1mnx2Bmx1x2nCmx1nx2Dx1mx2n【答案】A【分析】设y=x-x1x-x2,而y=x-x1x-x2+1=y+1,即函数y向上平移1个单位得到函数y,通过画出函数大致图象即可求解【详解】解:设y=x-x1x-x2,则x1、x2是函数y和x轴的交点的横坐标,而y=x-x1x-x2+1=y+1,即函数y向上平移1个单位得到函数y,则两个函数的图象如下图所示(省略了y轴)
13、,从图象看,x1mn0与x轴交于x1,0,x2,0两点,将此抛物线向上平移,所得抛物线与x轴交于x3,0,x4,0两点,下列说法正确的是()Ax1+x2x3+x4Bx1+x20与x轴交于x1,0,x2,0两点,当y=0时,ax2+bx+c=0,此时,x1+x2=-b2a,将抛物线y=ax2+bx+ca0向上平移,对称轴不变,即为x=-b2a,故有,x3+x4=-b2a,x1+x2=x3+x4故选:C【点睛】本题主要考查了二次函数图象的平移,正确掌握二次函数的图象与性质是解答本题的关键【变式3-2】(2023春山东临沂九年级统考期末)已知抛物线y=x2+bx+c的图象与x轴的两交点的横坐标分别、
14、(),而x2+bx+c-2=0的两根为M、N(MN),则、M、N的大小顺序为()AMNBMNCMNDMN0抛物线的开口向上,与x轴的两个交点的横坐标分别是、()又x2+bx+c-2=0的两根是抛物线y=x2+bx+c与直线y=2的交点横坐标,且MN抛物线y=x2+bx+c的图象如图,由图象可知:M0若AD=2BC,则n的值为_【答案】4【分析】二次函数的图像与x轴交点的横坐标,是对应该二次函数y=0时的实数根,所以令y=0,求出A、B、C、D四点的横坐标,再利用AD=2BC的关系即可求出n的值【详解】解:把y=0代入y=-12x2-x+n得:0=-12x2-x+n,解得:x1=-b+b2-4a
15、c2a=-1+-12-4-12n2-12=-1-1+2n,x2=-b-b2-4ac2a=-1-12-4-12n2-12=-1+1+2n, A-1-1+2n,0,B-1+1+2n,0,把y=0代入y=-12x2+x+n得:0=-12x2+x+n,解得:x3=-b+b2-4ac2a=-1+12-4-12n2-12=1-1+2n,x4=-b-b2-4ac2a=-1-12-4-12n2-12=1+1+2n, C1-1+2n,0,D1+1+2n,0,AD=2BC,x1-x4=2x2-x3,x1-x42=4x2-x32,-1-1+2n-1-1+2n2=4-1+1+2n-1+1+2n2,令1+2n=m,则-
16、2-2m2=4-2+2m2,解得:m1=3,m2=13,当m1=3时,1+2n=3,解得:n=4,n0,n=4符合题意,当m2=13时,1+2n=13,解得:n=-49,n0n=-49不符合题意故答案为:4【点睛】本题考查了二次函数与方程的关系及二次函数的图像与性质,找到A、B、C、D四点的横坐标是解答本题的关键【题型4 抛物线与x轴的截线长问题】【例4】(2023春广西玉林九年级统考期中)在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=mx2-2mx+m-3(m0)与x轴交于点A,B若线段AB上有且只有7个点的横坐标为整数,则m的取值范围是()Am0B316316D316m0,再根据线段AB上有且只有7
17、个点的横坐标为整数,可得当x=4时,y=9m-30,当x=5时,y=16m-30,进而即可求解【详解】解:y=mx2-2mx+m-3=mx-12-3,抛物线的对称轴为直线x=1,顶点坐标为1,-3,m0线段AB上有且只有7个点的横坐标为整数,这些整数为-2,-1,0,1,2,3,4.m0,当x=4时,y=9m-30,当x=5时,y=16m-30,m13且m316,3166时,n的取值范围为 【答案】(1)y=-x2-2x+3(2)-3或1(3)n6,|x1-x2|6,(x1-x2)236,(x1+x2)2-4x1x236,即4-4(n-3)36,n-5,n的取值范围是n-5【点睛】本题主要考查
18、待定系数法求二次函数解析式,二次函数的图象和性质,把函数问题转化为方程问题是解题的关键【变式4-2】(2023春福建福州九年级统考期末)对于每个非零的自然数n,抛物线y=n(n+1)x2-(2n+1)x+1与x轴交于An、Bn两点,以AnBn表示这两点间的距离,则A1B1+A2B2+A2018B2018的值是()A20182017B20172018C20192018D20182019【答案】A【分析】根据抛物线的解析式,抛物线与x轴交点的横坐标,一个是1n,另一个是1n+1,根据x轴上两点间的距离公式,得AnBn=1n1n+1,再代入计算即可【详解】解:令y=0时,n(n+1)x2-(2n+1
19、)x+1=0,解得:x1=1n,x2=1n+1抛物线与x轴交点的横坐标是1n和1n+1,AnBn=1n1n+1A1B1+A2B2+A2018B2019= 1-12+12-13+.+12018-12019 1-12019=20182019故选D【点睛】本题考查了找规律的题目,考查了抛物线与x轴的交点问题,令y=0,方程的两个实数根正好是抛物线与x轴交点的横坐标【变式4-3】(2023春湖南长沙八年级校联考期末)定义:如果抛物线y=ax2+bx+ca0与x轴交于点Ax1,0,Bx2,0,那么我们把线段AB叫做雅礼弦,AB两点之间的距离l称为抛物线的雅礼弦长(1)求抛物线y=x2-2x-3的雅礼弦长
20、;(2)求抛物线y=x2+n+1x-1(1n3)的雅礼弦长的取值范围;(3)设m,n为正整数,且m1,抛物线y=x2+4-mtx-4mt的雅礼弦长为l1,抛物线y=-x2+t-nx+nt的雅礼弦长为l2,s=l12-l22,试求出s与t之间的函数关系式,若不论t为何值,s0恒成立,求m,n的值【答案】(1)4(2)22AB0,x1+x2=-(n+1)x1x2=-1,AB=(n+1)2+4,1n3,当n=1时,AB最小值为22,当n=3时,AB最大值小于25,22AB0,=(8m-2n)2-4(m2-1)(16-n2)0,解得:(mn-4)20,mn=4 m,n为正整数,且m1,则m=2,n=2
21、或m=4,n=1【点睛】本题考查了抛物线与坐标轴交点问题,一元二次方程根与系数的关系,综合运用以上知识是解题的关键【知识点2 求一元二次方程的近似解的方法(图象法)】(1)作出函数的图象,并由图象确定方程的解的个数;(2)由图象与y=h的交点位置确定交点横坐标的范围;(3)观察图象求得方程的根(由于作图或观察存在误差,由图象求得的根一般是近似的)【题型5 图象法确定一元二次方程的近似根】【例5】(2023春广东潮州九年级统考期末)在估算一元二次方程x2+12x-15=0的根时,小彬列表如右:由此可估算方程x2+12x-15=0的一个根x的范围是()x11.11.21.3x2+12x-15-2-
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