专题5.31 二次函数与一元二次方程(知识讲解)-2022-2023学年九年级数学下册基础知识专项讲练(苏科版).docx
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- 专题5.31 二次函数与一元二次方程知识讲解-2022-2023学年九年级数学下册基础知识专项讲练苏科版 专题 5.31 二次 函数 一元 二次方程 知识 讲解 2022 2023 学年 九年级
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1、专题5.31 二次函数与一元二次方程(知识讲解)【学习目标】1. 会用图象法求一元二次方程的近似解;掌握二次函数与一元二次方程的关系;2. 会求抛物线与x轴交点的坐标,掌握二次函数与不等式之间的联系;3. 经历探索验证二次函数与一元二次方程的关系的过程,学会用函数的观点去看方程和用数形结合的思想去解决问题 【要点梳理】要点一、二次函数与一元二次方程的关系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求二次函数(a0)的图象与x轴的交点坐标,就是令y0,求中x的值的问题此时二次函数就转化为一元二次方程,因此一元二次方程根的个数决定了抛物线与x轴的交点的个数,它们的关系如下表:判别式二次
2、函数一元二次方程图象与x轴的交点坐标根的情况0抛物线与x轴交于,两点,且,此时称抛物线与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)特别说明:二次函数图象与x轴的交点的个数由的值来确定的. (1)当二次函数的图象与x轴有两个交点时,方程有两个不相等的实根;(2)当二次函数的图象与x轴有且只有一个交点时,方程有两个相等的实根;(3)当二次函数的图象与x轴没有交点时,方程没有实根.2.抛物线与直线的交点问题抛物线与x轴的两个交点的问题实
3、质就是抛物线与直线的交点问题我们把它延伸到求抛物线(a0)与y轴交点和二次函数与一次函数的交点问题抛物线(a0)与y轴的交点是(0,c)抛物线(a0)与一次函数(k0)的交点个数由方程组的解的个数决定当方程组有两组不同的解时两函数图象有两个交点;当方程组有两组相同的解时两函数图象只有一个交点;当方程组无解时两函数图象没有交点总之,探究直线与抛物线的交点的问题,最终是讨论方程(组)的解的问题特别说明:求两函数图象交点的问题主要运用转化思想,即将函数的交点问题转化为求方程组解的问题或者将求方程组的解的问题转化为求抛物线与直线的交点问题要点二、利用二次函数图象求一元二次方程的近似解用图象法解一元二次
4、方程的步骤:1.作二次函数的图象,由图象确定交点个数,即方程解的个数;2. 确定一元二次方程的根的取值范围即确定抛物线 与x轴交点的横坐标的大致范围;3. 在(2)确定的范围内,用计算器进行探索.即在(2)确定的范围内,从大到小或从小到大依次取值,用表格的形式求出相应的y值4.确定一元二次方程的近似根在(3)中最接近0的y值所对应的x值即是一元二次方的近似根特别说明:求一元二次方程的近似解的方法(图象法):(1)直接作出函数的图象,则图象与x轴交点的横坐标就是方程的根;(2)先将方程变为再在同一坐标系中画出抛物线和直线图象交点的横坐标就是方程的根;(3)将方程化为,移项后得,设和,在同一坐标系
5、中画出抛物线和直线的图象,图象交点的横坐标即为方程的根.要点三、抛物线与x轴的两个交点之间的距离公式当0时,设抛物线与x轴的两个交点为A(,0),B(,0),则、是一元二次方程的两个根由根与系数的关系得, 即 (0)要点四、抛物线与不等式的关系二次函数(a0)与一元二次不等式(a0)及(a0)之间的关系如下:判别式抛物线与x轴的交点不等式的解集不等式的解集0或0(或)无解0全体实数无解注:a0的情况请同学们自己完成特别说明:抛物线在x轴上方的部分点的纵坐标都为正,所对应的x的所有值就是不等式的解集;在x轴下方的部分点的纵坐标都为负,所对应的x的所有值就是不等式的解集不等式中如果带有等号,其解集
6、也相应带有等号【典型例题】类型一:抛物线与坐标轴交点坐标1已知二次函数表达式为y=x2-4x+1(1) 求出这个二次函数图象的对称轴;(2) 求出这个二次函数的图象与坐标轴的交点坐标【答案】(1)直线x=2(2)与x轴的交点坐标为(2+,0)和(2-,0),与y轴的交点坐标为(0,1)【分析】(1)将抛物线函解析式配成顶点式,即可得出抛物线对称轴;(2)令x=0,求出y值即可得到抛物线与y轴的交点坐标,令y=0,求出x值,即可得出抛物线与x轴的交点坐标(1)解:y=x2-4x+1=(x-2)2-3,抛物线的对称轴为直线x=2,答:这个二次函数图象的对称轴为直线x=2;(2)解:令x=0,则y=
7、1,这个二次函数的图象与y轴的交点坐标为(0,1),令y=0,则x2-4x+1=0,解得:x1=2+,x2=2-,这个二次函数的图象与x轴的交点坐标为(2+,0)和(2-,0)【点拨】本题考查二次函数图象性质和图象与坐标轴交点,将函数解析式化成顶点式是解题的关键举一反三:【变式1】 已知二次函数的图象经过点(1) 求二次函数的表达式;(2) 求二次函数的图象与轴的交点坐标【答案】(1)yx 2+ x;(2)(0,)【分析】(1)利用待定系数法,把代入函数解析式即可求;(2)令x0,求得y的值即可得出结论(1)解:二次函数ya(x+1)22的图象经过点(5,6),a(5+1)226解得:a二次函
8、数的表达式为:y(x+1)22,即yx 2+ x;(2)解:令x0,则y(0+1)22,二次函数的图象与y轴的交点坐标为(0,)【点拨】本题主要考查了待定系数法确定抛物线的解析式,二次函数图象上点的坐标的特征,利用待定系数法确定函数的解析式是解题的关键【变式2】 已知二次函数y=x2x6求二次函数的图象与坐标轴的交点所构成的三角形的面积【答案】【分析】根据二次函数解析式求出二次函数图像与坐标轴的三个交点坐标,然后根据三角形面积公式计算即可解:二次函数y=x2x6,当时,解得:,当时,二次函数的图象与轴的交点为,与轴的交点为,二次函数的图象与坐标轴的交点所构成的三角形的面积为【点拨】本题考查了二
9、次函数与坐标轴的交点问题,根据题意求出二次函数与坐标轴的交点坐标是解本题的关键类型二:由函数值求自变量的值2已知二次函数的图象经过点(,),求当时,的值【答案】【分析】先根据二次函数的图象经过点(,),求出a的值,然后把y=8代入二次函数解析式求解即可得到答案解:二次函数的图象经过点(,),二次函数解析式为,当时,解得【点拨】本题主要考查了求二次函数解析式和其二次函数的自变量的值,解题的关键在于能够熟练掌握相关知识进行求解举一反三:【变式1】 已知抛物线经过点(1,2),(2,13)(1)求a,b的值;(2)若(5,),(m,)是抛物线上不同的两点,且,求m的值【答案】(1);(2)【分析】(
10、1)将点的坐标分别代入解析式即可求得a,b的值;(2)将(5,),(m,)代入解析式,联立即可求得m的值.解:(1)抛物线经过点(1,-2),(-2,13),解得,a的值为1,b的值为-4;(2)(5,),(m,)是抛物线上不同的两点,解得或(舍去)m的值为-1.【点拨】本题主要考查二次函数性质,用待定系数法求二次函数,正确解出方程组求得未知数是解题的关键.【变式2】 图1是一种数值转换器的示意图,图2是小敏按照其对应关系画出的y关于x的函数图象已知点A的坐标为(0,3),点B的横坐标为4(1)求m,n的值和输出y的最小值;(2)当y=5时,求x的值【答案】(1)m=3,n=2;y最小=2;(
11、2)x1=6+,x2=6,x3=【分析】(1)根据数值转换器,可得函数解析式,根据待定系数法,可得函数解析式;根据顶点坐标是函数的最值,可得答案;(2)根据自变量与函数值的对应关系,可得相应自变量的值解:(1)由数值转换器,得y=,当x=0时,y=m=3,当x=4时,y=3+3=6,即B(4,6)将B点坐标代入y=(x6)2+n,得4+n=6,解得n=2;当x=6时,y最小=n=2;(2)当y=5时,x+3=5,解得x=,当y=5时,(x6)2+2=5,解得x1=6+,x2=6【点拨】本题考查了二次函数图象,利用待定系数法求函数解析式是解题关键,又利用了二次函数的性质得出自变量与函数值的对应关
12、系类型三:图象法确定一元二次方程的近似根3、利用二次函数与一次函数的图象,求一元二次方程的近似根【答案】【分析】在同一平面直角坐标系中分别作出函数与的图象,它们交点的横坐标的值即为一元二次方程的解解:在同一平面直角坐标系中分别作出函数与的图象,如图所示:由图形可知,二次函数与一次函数的交点坐标是(0.8,1.2),(1.3,3.3),所以一元二次方程的近似根为【点拨】本题考查了图象法求一元二次方程的近似根,准确作出函数图象是解题的关键举一反三:【变式1】 利用函数图象求方程的实数根(结果保留小数点后一位)【答案】【分析】根据二次函数图象与x轴交点的横坐标是相应的一元二次方程的解,可得一元二次方
13、程的近似根解:画出函数的图象(如图),它与x轴的公共点的横坐标大约是,2.7,所以方程的实数根为【点拨】本题考查了图象法求一元二次方程的近似根,解题关键是理解二次函数图象与x轴交点的横坐标是相应的一元二次方程的解【变式2】 从不同角度谈谈你对等式x(x+4)5的理解【分析】看作一元二次方程或看作分式方程转化得到的一元二次方程;也看作二次函数yx2+4x与直线y5的交点或一次函数与反比例函数的交点;还可看作边长为x和 x+4,面积为5的矩形等等解:方程:一元二次方程x2+4x50,两根分别为x11,x25;或 分式方程x+40,两根分别为x11,x25;函数:二次函数yx2+4x与直线y5的交点
14、,或 一次函数yx+4与反比例函数y的交点;图形:边长为x和 x+4,面积为5的矩形【点拨】本题考查了解一元二次方程因式分解法:因式分解法就是利用因式分解求出方程的解的方法,这种方法简便易用,是解一元二次方程最常用的方法也考查了函数与方程的关系类型四:图象法解一元二次不等式4、抛物线的图象与x轴交于A,B两点,利用图象解答下列问题:(1) 点A,B的坐标分别是A_,B_;(2) 若函数值y0,则x的取值范围是_;(3) 函数值y的最小值是_;【答案】(1)(2,0),(2,0)(2)或(3)4【分析】(1)根据图象可得到A点坐标,然后由二次函数对称轴为y轴可求出B点坐标;(2)根据图象可得函数
15、值y0为x轴上方的图象,然后根据A,B两点的横坐标求解即可;(3)根据图象可得抛物线的最低点坐标为(0,4),进而可求出函数值y的最小值是4解:(1)由图象可得,A点坐标为(2,0),抛物线的对称轴为y轴,点A和点B关于y轴对称,点B的坐标为(2,0),故答案为:(2,0),(2,0)(2)由图象可得,当函数值y0时,表示的是x轴上方的图象,A点坐标为(2,0),点B的坐标为(2,0),x的取值范围是或故答案为:或(3)由图象可得,抛物线的最低点坐标为(0,4),函数值y的最小值是4【点拨】此题考查了二次函数的图象和性质,对称性以及最值,解题的关键是熟练掌握二次函数的图象和性质举一反三:【变式
16、1】 二次函数y=ax2+bx+c(a0)的图象如图所示,根据图象解答下列问题:(1)写出方程ax2+bx+c=0的两个根;(2)写出不等式ax2+bx+c0的解集;(3)求y的取值范围【答案】(1)5和1;(2)5x1;(3)y9【分析】(1)根据二次函数的图像与轴的交点,即可求解;(2)根据二次函数的图像,即可求解;(3)求得二次函数的解析式,根据二次函数的性质求得最大值,即可求解解:(1)如图所示:方程ax2+bx+c=0的两个根为:5和1;(2)如图所示:不等式ax2+bx+c0的解集为:;(3)抛物线与坐标轴分别交于点A(5,0),B(1,0),C(0,5),设抛物线解析式为:,抛物
17、线过点C(0,5),解得:,抛物线解析式为:,当时,y的取值范围为:【点拨】此题考查了二次函数的图像与性质,二次函数与一元二次方程、一元二次不等式之间的关系,解题的关键是掌握并灵活运用相关性质进行求解【变式2】 (1)请在坐标系中画出二次函数yx22x3的图象(2)观察图象,回答下列问题: 直接写出方程x22x30的根是 当x 时y时随的增大而增大 当y0时x的取值范围是 【答案】(1)见分析;(2);或【分析】(1)利用五点作图法求出二次函数的顶点坐标,与x轴的交点坐标,与y轴的交点坐标以及关于对称轴对称的点的坐标,然后用平滑的曲线连起来即可;(2)根据图像得到二次函数与x轴的交点坐标,即可
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