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2.2.2 二次函数的三种表示方式
通过上一小节的学习,我们知道,二次函数可以表示成以下两种形式: 1.一般式:y=ax2+bx+c(a≠0);
2.顶点式:y=a(x+h)2+k (a≠0),其中顶点坐标是(-h,k).
除了上述两种表示方法外,它还可以用另一种形式来表示.为了研究另一种表示方式,我们先来研究二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象与x轴交点个数.
当抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴相交时,其函数值为零,于是有ax2+bx+c=0. ①
并且方程①的解就是抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交点的横坐标(纵坐标为零),于
是,不难发现,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交点个数与方程①的解的个数有关,而方程①的解的个数又与方程①的根的判别式Δ=b2-4ac有关,由此可知,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交点个数与根的判别式Δ=b2-4ac存在下列关系:
(1)当Δ>0时,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴有两个交点;反过来,若抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴有两个交点,则Δ>0也成立.
(2)当Δ=0时,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴有一个交点(抛物线的顶点);反过来,若抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴有一个交点,则Δ=0也成立.
(3)当Δ<0时,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴没有交点;反过来,若抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴没有交点,则Δ<0也成立.
于是,若抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴有两个交点A(x1,0),B(x2,0),则x1,x2是方程ax2+bx+c=0的两根,所以 x1+x2=?
bcbc,x1x2=,即 =-(x1+x2), =x1x2. aaaabc2所以,y=ax2+bx+c=a(x?x?) = a[x2-(x1+x2)x+x1x2]=a(x-x1) (x-x2).
aa 由上面的推导过程可以得到下面结论:
若抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交于A(x1,0),B(x2,0)两点,则其函数关系式可以表示为y=a(x-x1) (x-x2) (a≠0). 这样,也就得到了表示二次函数的第三种方法:
3.交点式:y=a(x-x1) (x-x2) (a≠0),其中x1,x2是二次函数图象与x轴交点的横坐标. 今后,在求二次函数的表达式时,我们可以根据题目所提供的条件,选用一般式、顶点式、交点式这三种表达形式中的某一形式来解题.
例1 已知某二次函数的最大值为2,图像的顶点在直线y=x+1上,并且图象经过点(3,-1),求二次函数的解析式.
例2 已知二次函数的图象过点(-3,0),(1,0),且顶点到x轴的距离等于2,求此二次函数的表达式.
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例3 已知二次函数的图象过点(-1,-22),(0,-8),(2,8),求此二次函数的表达式.
练 习 1.选择题:
(1)函数y=-x2+x-1图象与x轴的交点个数是 ( ) (A)0个 (B)1个 (C)2个 (D)无法确定
1
(2)函数y=- (x+1)2+2的顶点坐标是 ( )
2
(A)(1,2) (B)(1,-2) (C)(-1,2) (D)(-1,-2)
2.填空:
(1)已知二次函数的图象经过与x轴交于点(-1,0)和(2,0),则该二次函数的解析式可设为y=a (a≠0) .
(2)二次函数y=-x2+23x+1的函数图象与x轴两交点之间的距离为 .
3.根据下列条件,求二次函数的解析式.
(1)图象经过点(1,-2),(0,-3),(-1,-6);
(2)当x=3时,函数有最小值5,且经过点(1,11);
(3)函数图象与x轴交于两点(1-2,0)和(1+2,0),并与y轴交于(0,-2).
2.2.3 二次函数的简单应用
一、函数图象的平移变换与对称变换 1.平移变换
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问题1 在把二次函数的图象进行平移时,有什么特点?依据这一特点,可以怎样来研究二次函数的图象平移? 我们不难发现:在对二次函数的图象进行平移时,具有这样的特点——只改变函数图象的位置、不改变其形状,因此,在研究二次函数的图象平移问题时,只需利用二次函数图象的顶点式研究其顶点的位置即可. 例1 求把二次函数y=x2-4x+3的图象经过下列平移变换后得到的图象所对应的函数解析式: (1)向右平移2个单位,向下平移1个单位; (2)向上平移3个单位,向左平移2个单位.
2.3.1二元二次方程组、简单的二元二次方程组的解法
一、知识概述 1、二元二次方程
含有两个未知数,并且含有未知数的项的最高次数是2的整式方程叫二元二次方程. 关于x、y的二元二次方程的一般形式为ax2+bxy+cy2+dx+ey+f=0(a、b、c至少有一个不为0),其中ax2、bxy、cy2叫做二次项,a、b、c分别是二次项的系数;dx、ey叫做一次项,d、e分别是一次项的系数;f叫做常数项.
例,xy=1,x2-y=0,x-y-2xy=-3都是二元二次方程;x-y=1,x2y=0都不是二元二次方程.
2、二元二次方程组
由一个二元一次方程和一个二元二次方程组组成的方程组,或者由两个二元二次方程组成的方程组叫二元二次方程组. 3、解二元二次方程组的思想和方法
解二元二次方程组的基本思想是“转化”,将二元转化为一元,将二次转化为一次,转化的基本方法是“消元”和“降次”.因此,掌握好消元和降次的一些方法和技巧是解二元二次方程组的关键.
二、重点、难点和疑点突破
1、由一个二元一次方程和一个二元二次方程组成的方程组的解法(简称“二·一”型方程组) (1)代入消元法(即代入法) 代入法是解“二·一”型方程组的一般方法,具体步骤是:
①先将方程组中的二元一次方程变形,用含有一个未知数的代数式表示另一个未知数; ②把所得的代数式代入另一个方程中,使其转化为一个一元二次方程或一元一次方程; ③解所得的一元二次方程或一元一次方程,求出一个未知数的值;
④把所求的未知数的值代入第一步所得的关系中求出另一个未知数的值; ⑤写出方程组的解. (2)逆用根与系数关系定理法
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对“二·一”型二元二次方程组成的形如的方程组,可以根据一元二次方程根与
系数的关系,把x、y看成一元二次方程z2-az+b=0的两个根,解这个方程,求得的z1和z2的值,就是x,y的值,当x1=z1时,y1=z2;当x2=z2时,y2=z1,所以原方程组的解是两组“对称解”. 2、对“二·一”型的二元二次方程组的解的情况的判别 “二·一”型的二元二次方程组的实数解有三种情况:有一解、两解和没有解.把一元一次方程代入二元二次方程,消去一个未知数之后,得到一个一元二次方程.由根的判别式可知,解的情况可能是有两个不相等的实数解,两个相等的实数解或无实数解,这样的二元二次方程组的解也就相应地有三种情况.简言之,有一个二元一次方程的二元二次方程组的实数解的情况,一般可通过一元二次方程的根的判别式来判断. 3、“二·二”型方程组的解法 解“二·二”型方程组的基本思想仍是“转化”,转化的方法是“降次”、“消元”.它的一般解法是:
(1)当方程组中只有一个可分解为两个二元一次方程的方程时,可将分解得到的两个二元一次方程分别与原方程组中的另一个二元二次方程组成两个“二·一”型方程组,解这两个“二·一”型方程组,所得的解都是原方程组的解.
(2)当方程组中两个二元二次方程都可分解为两个二元一次方程时,将第一个二元二次方程分解所得到的每一个二元一次方程分别与第二个二元二次方程分解所得的每一个二元一次方程组成方程组,可得到四个二元一次方程组,解这四个二元一次方程组,所得的解都是原方程组的解. 4、“二·二”型方程组的解的情况
由同一个二元二次方程化成的两个二元一次方程一般不能组成方程组.
值得注意的是“二·一”型方程组最多有两个解;“二·二”型方程组最多有四个解.解方程组时,既不要漏解,也不要增解. 三、解题方法技巧点拨 1、“二·一”型二元二次方程组的解
例1、解方程组
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例3、解方程组
例4、解方程组 练习 解方程组
22??3x?2xy?y?0(1)?; 2??(x?y)?3(x?y)?18?0
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