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二次函数与方程、不等式综合.讲义

板块考试要求 A 级要求B 级要求C 级要求二次函数1.能根据实际情境了解二次函数的意义;2.会利用描点法画出二次函数的图像;1.能通过对实际问题中的情境分析确定二次函数的表达式;2.能从函数图像上认识函数的性质;3.会确定图像的顶点、对称轴和开口方向;4.会利用二次函数的图像求出二次方程的近似解;1.能用二次函数解决简单的实际问题;2.能解决二次函数与其他知识结合的有关问题;一、二次函数与一元二次方程的联系1. 直线与抛物线的交点(1) y 轴与抛物线2y ax bx c =++得交点为()0c ,. (2) 与y 轴平行的直线x h =与抛物线2y ax bx c =++有且只有一个交点()2h ah bh c ++,.(3) 抛物线与x 轴的交点:二次函数2y ax bx c =++的图像与x 轴的两个交点的横坐标1x 、2x ,是对应一元二次方程20ax bx c ++=的两个实数根.抛物线与x 轴的交点情况可以由对应的一元二次方程的根的判别式判定:①有两个交点⇔0∆>⇔抛物线与x 轴相交;②有一个交点(顶点在x 轴上)⇔0∆=⇔抛物线与x 轴相切; ③没有交点⇔0∆<⇔抛物线与x 轴相离. (4) 平行于x 轴的直线与抛物线的交点.可能有0个交点、1个交点、2个交点.当有2个交点时,两交点的纵坐标相等,设纵坐标为k ,则横坐标是2ax bx c k ++=的两个实数根.(5) 抛物线与x 轴两交点之间的距离.若抛物线2y ax bx c =++与x 轴两交点为()()1200A x B x ,,,,由于1x 、2x 是方程20ax bx c ++=的两个根,故1212b cx x x x a+=-⋅=, ()()222212121212444b cb ac AB x x x x x x x x a a a a -∆⎛⎫=-=-----=⎪⎝⎭2. 二次函数常用的解题方法(1) 求二次函数的图象与x 轴的交点坐标,需转化为一元二次方程; (2) 求二次函数的最大(小)值需要利用配方法将二次函数由一般式转化为顶点式; (3) 根据图象的位置判断二次函数2y ax bx c =++中a ,b ,c 的符号,或由二次函数中a ,b ,c 的符号判断图象的位置,要数形结合; (4) 二次函数的图象关于对称轴对称,可利用这一性质,求和已知一点对称的点坐标,或已知与x 轴的一个交点坐标,可由对称性求出另一个交点坐标. (5) 与二次函数有关的还有二次三项式,二次三项式2(0)ax bx c a ++≠本身就是所含字母x 的二次函数;以0a >时为例,二次函数、二次三项式和一元二次方程之间的内在联系如下:知识点睛二次函数与方程、不等式综合0∆>抛物线与x 轴有两个交点二次三项式的值可正、可零、可负一元二次方程有两个不相等实根0∆=抛物线与x 轴只有一个交点二次三项式的值为非负 一元二次方程有两个相等的实数根 0∆<抛物线与x 轴无交点二次三项式的值恒为正 一元二次方程无实数根.3. 二次函数与一元二次方程根的分布(选讲)所谓一元二次方程,实质就是其相应二次函数的零点(图象与x 轴的交点问题),因此,二次方程的实根分布问题,即二次方程的实根在什么区间内的问题,借助于二次函数及其图象利用数形结合的方法来研究是非常有益的.设()()20f x ax bc c a =++≠的二实根为1x ,2x ,()12x x <,24b ac ∆=-,且()αβαβ<,是预先给定的两个实数.(1) 当两根都在区间()αβ,内,方程系数所满足的充要条件: ∵12x x αβ<<<,对应的二次函数()f x 的图象有下列两种情形:αβx 1x 2a>0OxyyxOx 2x 1βα当0a >时的充要条件是:0∆>,2ba αβ<-<,()0f α>,()0f β>. 当0a <时的充要条件是:0∆>,2baαβ<-<,()0f α<,()0f β<.两种情形合并后的充要条件是:()()0200b a f f αβαααβ⎫∆><-<⎪⎬⎪>>⎭,,①(2) 当两根中有且仅有一根在区间()αβ,内,方程系数所满足的充要条件; ∵1x αβ<<或2x αβ<<,对应的函数()f x 的图象有下列四种情形:x 1αβxyOαβx 1xyOxyαβx 1Oxyαβx 1O从四种情形得充要条件是:()()0f f αβ⋅<②(3) 当两根都不在区间[]αβ,内方程系数所满足的充要条件: 当两根分别在区间[]αβ,的两旁时; ∵12x x αβ<<<对应的函数()f x 的图象有下列两种情形:xyαβx 2x 1OOx 1x 2βαyx当0a >时的充要条件是:()0f α<,()0f β<. 当0a <时充要条件是:()0f α>,()0f β>. 两种情形合并后的充要条件是:()0f αα<,()0f αβ<③ 当两根分别在区间[]αβ,之外的同侧时:∵12x x αβ<<<或12x x αβ<<<,对应函数()f x 的图象有下列四种情形:xyαβx 1x 2O xyαβx 1x 2Oxyαβx 1x 2Oxyαβx 1x 2O当12x x α<<时的充要条件是:0∆>,2baα-<,()0f αα>④当12x x β<<时的充要条件是:0∆>,2baβ->,()0f αβ>⑤(3)区间根定理如果在区间()a b ,上有()()0f a f b ⋅<,则至少存在一个()x a b ∈,,使得()0f x =. 此定理即为区间根定理,又称作勘根定理,它在判断根的位置的时候会发挥巨大的威力.f (b )f (a )b a一、二次函数与方程、不等式综合【例1】 已知二次函数2y x x a =-+(0)a >,当自变量x 取m 时,其相应的函数值小于0,那么下列结论中正确的是( )A .1m -的函数值小于0B .1m -的函数值大于0C .1m -的函数值等于0D .1m -的函数值与0的大小关系不确定【例2】 已知二次函数2(1)1y x m x m =-++-(1)求证:不论m 为任何实数,这个函数的图象与x 轴总有交点,(2)m 为何实数时,这两个交点间的距离最小?这个最小距离是多少?【例3】 已知二次函数()2f x x px q =++,且方程()0f x =与()20f x =有相同的非零实根.(1)求2qp 的值; (2)若()128f =,解方程()0f x =.例题精讲【例4】 已知方程240ax x b ++=()0a <的两实根为1x 、2x ,方程230ax x b ++=的两实根为α、β.(1)若a 、b 均为负整数,且||1αβ-=,求a 、b 的值; (2)若12αβ<<<,12x x <,求证:1221x x -<<<.【巩固】已知函数1y x =,22y x bx c =++,αβ,为方程120y y -=的两个根,点()M t T ,在函数2y 的图象上.(1)若1132αβ==,,求函数2y 的解析式;(2)在(1)的条件下,若函数1y 与2y 的图象的两个交点为A B ,,当ABM ∆的面积为3112时,求t 的值;(3)若01αβ<<<,当01t <<时,试确定T αβ,,三者之间的大小关系,并说明理由.【例5】 已知方程2210x px ++=的两个实根一个小于1,一个大于1,求p 的取值范围.【巩固】设二次方程()22120x a x a +-+-=有一根比1大,另一根比1-小,试确定实数a 的范围.【巩固】若二次方程()22100ax x a -+=>在区间()13,内仅有较大实根,另一根不等于1,求a 的取值范围.【例6】 实数a 在什么范围内取值时,关于x 的方程2(2)50x a x a --+-=的一个根大于0而小于2,另一个根大于4而小于6?【巩固】设a b ,是实数,二次方程20x ax b -+=的一个根属于区间[]11-,,另一个根属于区间[]12,,求2a b -的取值范围.【例7】 若x 的二次方程242x mx n -+,因为方程()0f x =的解都位于01x <<的范围中,求正整数m n ,的值.【巩固】已知m 、n 均为正整数,若关于x 的方程2420x mx n -+=的两个实数根都大于1且小于2,求m 、n 的值.【例8】 已知方程20x bx c ++=有两个实数根s t 、,并且22x t <<,.证明: (1)4c <;(2)4b c <+.【巩固】设有整系数二次函数()2f x ax bx c =++,其图像开口方向朝上,且与x 轴有两个交点,分别在()10-,、()1+∞,内,且()0f x =的判别式等于5,试求a b c ,,的值.【例9】 已知方程20ax bx c ++=有两个不同实根,求证:方程202b ax bx c k x a ⎛⎫++++= ⎪⎝⎭至少有一个根,在前一个方程的两根之间.(此处0k ≠)【巩固】试证:若实数a b c ,,满足条件021a b cm m m++=++,这里m 时正数,那么方程20ax bx c ++=有一个根介于0和1之间.【例10】 如图所示,抛物线()20y ax bx c a =++≠与x 轴的两个交点分别为()10A -,和()20B ,,当0y <时,x 的取值范围是 .-121O xyBA【巩固】如下右图是抛物线2y ax bx c =++的一部分,其对称轴为直线1x =,若其与x 轴一交点为()30B ,,则由图象可知,不等式20ax bx c ++>的解集是 .31xyO B【例11】 阅读材料,解答问题.例:用图象法解一元二次不等式:2230x x -->. 解:设223y x x =--,则y 是x 的二次函数. ∵10a =>,∴抛物线开口向上.又∵当0y =时,2230x x --=,解得1213x x =-=,. ∴由此得抛物线223y x x =--的大致图象如图所示. 观察函数图象可知:当1x <-或3x >时,0y >.∴2230x x -->的解集是1x <-或3x >.(1)观察图象,直接写出一元二次不等式:2230x x --<的解集是____________; (2)仿照上例,用图象法解一元二次不等式:210x ->.【巩固】阅读下列内容后,解答下列各题:几个不等于0的数相乘,积的符号由负因数的个数决定. 例如:考查代数式()()12x x --的值与0的大小当1x <时,1020x x -<-<,,∴()()120x x --> 当12x <<时,1020x x ->-<,,∴()()120x x --< 当2x >时,1020x x ->->,,∴()()120x x -->综上:当12x <<时,()()120x x --<;当1x <或2x >时,()()120x x --> (2x <- 21x -<<- 13x -<< 34x << 4x > 2x + 1x + 3x - 4x -()()()()2134x x x x ++--(2)由上表可知,当x 满足 时,()()()()21340x x x x ++--<; (3)运用你发现的规律,直接写出当x 满足 时,()()()7890x x x -+-<.【例12】 先阅读理解下面的例题,再按要求解答:例题:解一元二次不等式290x ->. 解:∵()()2933x x x -=+-,∴()()330x x +->.由有理数的乘法法则“两数相乘,同号得正”,有(1)3030xx+>⎧⎨->⎩(2)3030xx+<⎧⎨-<⎩解不等式组(1),得3x>,解不等式组(2),得3x<-,故()()330x x+->的解集为3x>或3x<-,即一元二次不等式290x->的解集为3x>或3x<-.问题:求分式不等式5123xx+<-的解集.【巩固】小明、小亮、小梅、小花四人共同探究代数式245x x-+的值的情况.他们作了如下分工:小明负责找值为1时x的值,小亮负责找值为0时x的值,小梅负责找最小值,小花负责找最大值.几分钟后,各自通报探究的结论,其中错误的是()A.小明认为只有当2x=时,245x x-+的值为1.B.小亮认为找不到实数x,使245x x-+的值为0.C.小梅发现245x x-+的值随x的变化而变化,因此认为没有最小值D.小花发现当x取大于2的实数时,245x x-+的值随x的增大而增大,因此认为没有最大值. 【例13】不21x x a+<+的解为x m>,求m的最小值.1.已知方程20x ax b ++=的两根均大于2,求a b ,的关系式.2.已知方程()210x k x k --+=有两个大于2的实根,求k 的取值范围.3.若关于x 的二次方程()2271320x p x p p -++--=的两根α、β满足01α<<2β<<,求实数p 的取值范围.4.方程()211300x x a -++=有两实根,且两根都大于5,证明104a <≤.课后作业5.解不等式:22x x x -<-<.6. 对于满足04p ≤≤的所有实数p ,求使不等式243x px x p +>+-成立的x 的取值范围.。

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