《二次函数与一元二次方程》典型例题
例1 已知:二次函数y=x+2ax-2b+1和y=-x+(a-3)x+b-1的图象都经过x轴上两个不同的点M、N,求 a,b的值。
例2 已知二次函数y?ax?bx?c的图像如图所示.(1)试确定
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a,b,c,b2?4ac,2a?b,2a?b,a?b?c,a?b?c的符号;(2)求OA?OB的值;(3)求
?AMB的面积;(4)若OA?OC,求a,b,c之间的关系.
例3 抛物线y?ax?bx?c与x轴交于A、B两点,Q(2,k)是该抛物线上一点,且
2AQ?BQ,则ak的值等于( ).
(A)?1(B)?2(C)2 (D) 3.
例4 如图所示,直线AB是一次函数y?x?n的图像,直线AC是一次函数y??2x?m的图像(m?n?0).(1)用m,n表示A点坐标;(2)若?ABC的面积为12,且A点在抛物线y?3x?2x?3上,求直线AB与AC的函数解析式.
例5 已知抛物线y?212x?x?2. 2(1)确定此抛物线的对称轴方程和顶点坐标;
(2)如图,若直线l:y?kx(k?0)分别与抛物线交于两个不同点A、B,与直线y??x?4相交于点P,试证
OPOP??2; OAOB(3)在(2)中,是否存在k值,使A、B两点的纵坐标之和等于4?如果存在,求出k值;如果不存在,请说明理由.
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参考答案
例1 解:方法一 依题意,设M(x1,0),N(x2,0),且x1≠x2,则x1,x2为方程x+2ax-2b+1=0
的两个实数根,所以x1+x2=-2a,x1·x2=-2b+1。
因为x1,x2又是方程-x+(a-3)x+b-1=0的两个实数根,所以x1+x2=a-3,x1·x2=1-b.由此得方程组
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当a=1,b=0时,二次函数的图象与x轴只有一个交点,所以 a=1,b=0舍去。 当a=1,b=2时, 二次函数为y=x+2x-3和y=-x-2x+3符合题意,所以a=1,b=2。 方法二 因为二次函数y=x+2ax-2b+1的图象的对称轴为x=-a,二次函数
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a?3,又两个二次函数图象都经过x2a?3轴上两个不同的点M,N.所以两个二次函数图象的对称轴为同一直线,所以?a?,
2y??x2?(a?3)x?b2?1的图象的对称轴为x?解得a=1. 所以两个二次函数分别为y=x+2x-2b+1和y=-x-2x+b-1。 依题意,令y=0得
x+2x-2b+1=0,(1) -x-2x+b-1=0,(2)
(1)+(2)得b-2b=0,解得b1=0,b2=2。 以下解法同方法一。
注意:本题给出两种不同的解法.方法一的关键是紧紧抓住问题的本质就是两个二次函数图
象都经过x轴上两个不同的点M,N.从而把文字语言转化为代数语言,设M(x1,0),N(x20),再转化为x1,x2是两个二次方程的等根来解。
方法二是利用两个二次函数的图象都经过x轴上两个不同的点M,N这个现象,挖掘它的内涵(从草图中也可看出)知道,两个二次函数图象的对称轴应为同一直线,从而解得a=1.在求b的过程中把方程(1)和方程(2)相加消去x,因为两个方程设而不解,这种方法同学们可能不习惯,可以这样理解:x1、x2都是方程(1)和(2)的解,不妨设
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x12?2x1?2b?1?0,同时也应有?x12?2x1?b2?1?0,所以x12?2x1?2b?1?b2?1.从而推出2b=b2得解。
最后提醒学生对于解得的结果还要进行检验是否符合题意。
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例2 分析:(1)观察图象,由二次函数的图象和性质或令x取?1,就可以确定几个式子的符号.(2)关键要能清楚OA?OB与x1x2之间的关系.
解:(1)∵抛物线开口向下, ∴a?0.
又∵抛物线的顶点在y轴的右侧, ∴?b?0,而a?0, ∴b?0. 2a又抛物线与y轴的交点(0,c)在x轴上方, ∴c?0.
∵抛物线与x轴有两个不同的交点,∴ b?4ac?0. 又?x??2b?1,a?0, ∴2a?b?0. 2a?x??b??1,a?0, ∴2a?b?0. 2a当.x?1时,y?0,∴a?b?c?0. 当x??1时,y?0,∴a?b?c?0. (2)设A、B两点的坐标分别为(x1,0),(x2,0). ∴OA?x1??x1,OB?x2?x2,
?x1、x2是方程ax2?bx?c?0的两个不同的实数根,
∴x1x2?cc. ∴OA?OB??x1x2??. aa222cb2?4ac?b?(3)而(x1?x2)?(x1?x2)?4x1x2?????4??. ?AB?x1?x2,2aa?a?b2?4ac?a?0,b?4ac?0,∴x1?x2?.
?a2∴S?AMB1(b2?4ac)b2?4ac?AB?DM?. 28a2(4)?OA?OC,∴?x1?c即x1??c.
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又?x1是方程ax?bx?c?0的一个根,由OA?OC知?c是它的另一个根,由方程根的定义,知ac?bc?c?0.
说明:本题是一道综合性较强的题目,把二次函数的问题转化成二次方程的问题,然后利用韦达定理来解决.
例3 分析 要解决本题,可运用化归的数学思想,将题中的抛物线向左平移2个单位,新的抛物线与y轴交于(0,k)点.可设新抛物线的解析式为y?ax?bx?k.这样就把问题转化为:“抛物线y?ax?bx?k与x轴交于A、B两点,与y轴交于Q点,若AQ?BQ,则ak= ,”从而把问题“化繁为简”.根据射影定理与韦达定理可得ak=?1. 例4 分析:(1)要求A点的坐标,可求方程组?2'2'22?y?x?n,的解;(2)要求直线AB与
?y??2x?mAC的解析式,就是要确定m,n的值.因A点在抛物线y?3x2?2x?3上,把A点的坐标代
入抛物线解析式得到一个关于m,n的方程,再由?ABC的面积为12,又得到一个关于m,n的方程,解由这两个方程组成的方程组即可.
m?n?x?,??y?x?n,?3
解:(1)解方程组?得?
m?2ny??2x?m??y?.?3?
∴A点的坐标为??m?nm?2n?,?.
3??3(2)∵A点在抛物线上,
m?2nm?n?m?n?∴?3???2??3. ?33?3?∴m?2mn?n?3m?9?0.
令y?0,则由0?x?n得x??n,由0??2x?m得x?∴B、C两点的坐标分别是B??n,0?,C?轴于D.
222m. 2?m?,0?,且参照图像可知n?0,m?0.作AD?x?2? 5