□ 孙朝仁 朱松林
二次函数既是中考的重点内容,也是热点问题.而二次函数综合题在各级各类考试中都属于难度较大的问题,要求同学们不但对于二次函数本身的内容掌握要牢固,而且还要善于将二次函数和其他的有关知识(方程、不等式以及几何等知识)“攀亲”,搞好关系,这样问题的综合层次和要求都比较高 .解决这类问题的关键就是要“沉得住气”,认真仔细地将题目中所提供的信息进行加工梳理,有条不紊地进行“抽丝剥茧”,最终解决问题 .下面略举几例,谈谈二次函数综合题的常见的解题策略 .
一、得意知“形”,由“形”想“数”
例1 已知函数y =x 2+bx +2的图象经过点(3,2).
(1)求这个函数的关系式;
(2)画出它的图象;
(3)根据图象指出:当x 取何值时,y ≥2?
分析 首先,利用待定系数法,可以求出b 的值,
从而获得函数表达式;其次,根据函数关系式不难知“形”——
用描特殊点法画出函数图象;第三,借助函数图象,由“形”想
“数”,要“确定y ≥2时,x 的取值范围”就是要求位于“直线
y=2上方”图象的自变量取值范围.
解 (1)根据题意,得 2=9+3b +2,
解得 b =-3.
∴函数关系式为y =x 2-3x +2.
(2)易求该抛物线与x 轴的两个交点坐标为(1,0)、(2,0),与y 轴的交点坐标为(0,2),对称轴为2
3 x .函数y =x 2-3x +2的图象如图1所示. 图1
(3)根据图象可得,当y =2时,对应的x 的值为0和3 .因此,当x ≤0或x ≥3时,y ≥2.
评析 充分利用函数图象的直观性,分析解决问题是体现“数形结合”思想一个重要方面.本题还可以直接指出“当x 取何值时,y ≤2?”以及根据图象写出“不等式x 2
-3x +2≤0的解集”,这两个问题,请同学们自行写出. 二、函数与方程“攀亲”,由方程求函数
例2 如图2,一元二次方程0322
=-+x x 的两根1x ,2x (1x <2x )是抛物线)0(2≠++=a c bx ax y 与x 轴的两个交点B ,C 的横坐标,且此抛物线过点A (3,6).
(1)求此二次函数的解析式;
(2)设此抛物线的顶点为P ,对称轴与线段AC 相交于点Q ,求点P 和点Q 的坐标;
(3)在x 轴上有一动点M ,当MQ+MA 取得最小值时,求M 点的坐标.
分析 (1)求出方程的两个根,就相当于知道了B ,C 两
点的坐标,进而由A ,B ,C 三点的坐标,利用待定系数法,很
让容易求出二次函数的解析式;(2)要求交点Q 的坐标,只要
函数与方程“攀亲”,将该抛物线的“对称轴方程”与“直线
AC 的解析式”联立得方程组,解这个方程组就可得到;(3)要
求“MQ+MA ”的最小值,只需作点A 关于x 轴的对称点即可,用
对称性及“两点之间线段最短”的几何知识加以解决.
解 (1)解方程0322=-+x x ,得1x =-3,2x =1. ∴抛物线与x 轴的两个交点坐标为:C (-3,0),B (1,0).
将 A (3,6),B (1,0),C (-3,0)代入抛物线的解析式,得
⎪⎩⎪⎨⎧=+-=++=++.039,0,639c b a c b a c b a 解这个方程组,得 ⎪⎪⎩
⎪⎪⎨⎧-===.23,1,21c b a
∴抛物线解析式为2
3212-+=x x y . x
) ) 图2
(2)由2)1(2
1232122-+=-+=
x x x y ,得抛物线顶点P 的坐标为(-1,-2),对称轴为直线x=-1. 设直线AC 的函数关系式为y=kx+b,将A (3,6),C (-3,0)代入,得
⎩⎨⎧=+-=+.03,63b k b k 解这个方程组,得 ⎩
⎨⎧==.1,3k b ∴直线AC 的函数关系式为y=x+3.
由于Q 点是抛物线的对称轴与直线AC 的交点,
故解方程组⎩⎨⎧+=-=.3,1x y x 得⎩⎨⎧=-=.
2,1y x ∴点Q 坐标为(-1,2).
(3)作A 点关于x 轴的对称点)6,3(/-A ,连接Q A /,Q A /
与x 轴交点M 即为所求的点. 设直线Q A /
的函数关系式为y=kx+b. ∴⎩⎨⎧=+--=+.2,63b k b k 解这个方程组,得⎩⎨⎧-==.
2,0k b ∴直线Q A /的函数关系式为y=-2x. 令x=0,则y=0.∴点M 的坐标为(0,0).
评析 求两个函数图象的交点问题,其实就是求两个函数关系式联立的方程组的解的问题.点与函数图象的关系是,若点的坐标满足函数关系式,则点在函数图象上,反之也成立.本题中的第(3)问改为“若在y 轴上有一动点N ,当NQ+NA 取得最小值时,求N 点的坐标”,请同学们做做看.
三、函数与几何“联姻”,由图形性质建立函数关系式
例3 如图3,在锐角ABC △中,9BC =,AH BC ⊥于点H ,且6AH =,点D 为AB 边上的任意一点,过点D 作DE BC ∥,交AC 于点E .设
ADE △的高AF 为(06)x x <<,以DE 为折线将ADE △翻折,
所得的A DE '△与梯形DBCE 重叠部分的面积记为y (点A 关于DE 的对称点A '落在AH 所在的直线上).
(1)分别求出当03x <≤与36x <<时,y 与x 的函数关系
图3
式;
(2)当x 取何值时,y 的值最大?最大值是多少?
分析 本题所求的“y 与x 之间的函数关系式”分两种情况:一是点A 关于DE 的对称点A '在ABC △内,一是点A 关于DE 的对称点A '在ABC △外.对于第一种情况,其重叠部分就是A DE '△的面积(也即ADE △的面积),此时只要依据相似三角形的性质把高AF ,底边DE 用含x 的关系式表示出来即可;而第二种情况,其重叠部分是一个梯形,求梯形EDPQ 的面积即可.最后,要求出重叠部分面积的最大值,同样也需要分两种情况,把每种情况下的最大面积都求出来,然后进行比较.
解 (1)①当03x <≤时,由折叠得到的A ED '△落在ABC △内部,如图4(1),重叠部分为A ED '△.
DE BC Q ∥,
ADE B AED C ∴∠=∠∠=∠,.
ADE ABC ∴△∽△.
DE AF BC AH ∴=.96
DE x ∴=. 即32
DE x =.又FA FA x '==, ∴2/43232121x x x F A DE y =⨯⨯=⨯=. ②当36x <<时,由折叠得到的A ED '△有一部分落在ABC △外部,如图4(2),重叠部分为梯形EDPQ .
66FH AF x =-=-Q ,
∴(6)26A H A F FH x x x ''=-=--=-.
又DE PQ Q ∥, A PQ A DE ''∴△∽△. PQ A H DE A F '∴='. 263(3)32
PQ x PQ x x x -∴==-,. 1()2y DE PQ FH ∴=+⨯133(3)(6)22x x x ⎡⎤=+-⨯-⎢⎥⎣⎦=2718492-+-x x . 图4
F
(2)当03x <≤时,y 的最大值22133273444
y x =
=⨯=; 当36x <<时,由22991827(4)944y x x x =-+-=--+可知,当4x =时,y 的最大值29y =.
12y y <Q ,∴当4x =时,y 有最大值9y =最大.
评析 二次函数与几何图形相结合的问题,其解题模式是,先根据几何图形本身的性质,表示出线段之间的关系,进而恰当设出变量,得出函数关系式,再根据题目要求得出最终的结论. 同时,在几何图形中求函数关系问题具有一定的实际意义,因此对函数关系式中自变量的取值范围必须认真考虑,一般有约束条件.
综上所述,二次函数综合题,是一类对同学们能力要求高,知识覆盖面广,解题难度大的问题,要求在解题过程中冷静分析,缜密思考,耐心梳理,正确把握解题策略才有可能顺利解决.下面给出两题,请同学们一试身手!
练习:
1.已知:抛物线y=-x 2
+4x-3与x 轴相交于A ,B 两点(A 点在B 点的左侧),顶点为P .
(1)求A ,B ,P 三点坐标;
(2) 在直角坐标系内画出此抛物线的简图,并根据简图写出当x 取何值时,函数值y 大于零;
(3)确定此抛物线与直线y=-2x+6公共点的个数,并说明理由.
2.已知:m ,n 是方程的两个实数根,且,抛物线的图象经过点A(m ,0),B(0,n ). (1)求这个抛物线的解析式;
(2) 设(1)中抛物线与轴的另一交点为C ,抛物线的顶点为D ,试求出点C ,D 的坐标和△BCD 的面积;
(3)P 是线段OC 上的一点,过点P 作PH ⊥轴,与抛物线交于H 点,若直线BC 把△PCH 分成面积之比为2:3的两部分,请求出P 点的坐标.
参考答案:
1.(1)A(1,0),B (3,0), P (2,1); (2)画图象略, 当1<x <3时,y>0;(3)抛物线
与直线有唯一的公共点.
2.(1)542+--=x x y ;(2)C 点的坐标为(-5,0),D 点坐标为(-2,9),15=∆BCD S ;
(3)P 点的坐标为)0,23(-或)0,32(-.。