二次函數(shù)(quadratic function)的基本表示形式為y=ax2 bx c(a≠0),。二次函數(shù)最高次必須為二次,,二次函數(shù)的圖像是一條對(duì)稱軸與y軸平行或重合于y軸的拋物線。
二次函數(shù)表達(dá)式為y=ax2 bx c(且a≠0),,它的定義是一個(gè)二次多項(xiàng)式(或單項(xiàng)式),。
如果令y值等于零,則可得一個(gè)二次方程,。該方程的解稱為方程的根或函數(shù)的零點(diǎn),。
一般地,把形如(a,、b,、c是常數(shù))的函數(shù)叫作二次函數(shù),其中a稱為二次項(xiàng)系數(shù),b為一次項(xiàng)系數(shù),,c為常數(shù)項(xiàng),。x為自變量,y為因變量,。等號(hào)右邊自變量的最高次數(shù)是2,。
交點(diǎn)式為y=a(x-x1)(x-x2)(僅限于與x軸有交點(diǎn)的拋物線),
與x軸的交點(diǎn)坐標(biāo)是A(X1,,0)和B(x2,0),。
注意:“變量”不同于“未知數(shù)”,不能說(shuō)“二次函數(shù)是指未知數(shù)的最高次數(shù)為二次的多項(xiàng)式函數(shù)”,?!拔粗獢?shù)”只是一個(gè)數(shù)(具體值未知,但是只取一個(gè)值),,“變量”可在一定范圍內(nèi)任意取值,。在方程中適用“未知數(shù)”的概念(函數(shù)方程、微分方程中是未知函數(shù),,但不論是未知數(shù)還是未知函數(shù),,一般都表示一個(gè)數(shù)或函數(shù)——也會(huì)遇到特殊情況),但是函數(shù)中的字母表示是變量,,意義已經(jīng)有所不同,。從函數(shù)的定義也可看出二者的差別。
大約在公元前480年,,古巴比倫人和中國(guó)人已經(jīng)使用配方法求得了二次方程的正根,,但是并沒(méi)有提出通用的求解方法。公元前300年左右,,歐幾里得提出了一種更抽象的幾何方法求解二次方程,。
7世紀(jì)印度的婆羅摩笈多是第一位懂得使用代數(shù)方程的人,它同時(shí)容許有正負(fù)數(shù)的根,。
11世紀(jì)阿拉伯的花拉子密獨(dú)立地發(fā)展了一套公式以求方程的正數(shù)解,。亞伯拉罕·巴希亞(亦以拉丁文名字薩瓦索達(dá)著稱)在他的著作Liber embadorum中,首次將完整的一元二次方程解法傳入歐洲,。
據(jù)說(shuō)施里德哈勒是最早給出二次方程的普適解法的數(shù)學(xué)家之一,。但這一點(diǎn)在他的時(shí)代存在著爭(zhēng)議。這個(gè)求解規(guī)則是:在方程的兩邊同時(shí)乘以二次項(xiàng)未知數(shù)的系數(shù)的四倍,;在方程的兩邊同時(shí)加上一次項(xiàng)未知數(shù)的系數(shù)的平方,;然后在方程的兩邊同時(shí)開(kāi)二次方(引自婆什迦羅第二)
二次函數(shù)的圖像是拋物線,但拋物線不一定是二次函數(shù),。開(kāi)口向上或者向下的拋物線才是二次函數(shù),。拋物線是軸對(duì)稱圖形,。對(duì)稱軸為直線x=-b/2a。對(duì)稱軸與拋物線唯一的交點(diǎn)為拋物線的頂點(diǎn)P,。特別地,,當(dāng)b=0時(shí),拋物線的對(duì)稱軸是y軸(即直線x=0),。
y=a(x-h)2 k(a≠0,a、h,、k為常數(shù)),頂點(diǎn)坐標(biāo)為(h,k),,對(duì)稱軸為直線x=h,頂點(diǎn)的位置特征和圖像的開(kāi)口方向與函數(shù)y=ax2的圖像相同,,當(dāng)x=h時(shí),,y最大(小)值=k.有時(shí)題目會(huì)指出讓你用配方法把一般式化成頂點(diǎn)式,。
例:已知二次函數(shù)y的頂點(diǎn)(1,2)和另一任意點(diǎn)(3,10),,求y的解析式。
解:設(shè)y=a(x-1)2 2,,把(3,10)代入上式,,解得y=2(x-1)2 2。
注意:與點(diǎn)在平面直角坐標(biāo)系中的平移不同,,二次函數(shù)平移后的頂點(diǎn)式中,,h>0時(shí),h越大,,圖像的對(duì)稱軸離y軸越遠(yuǎn),,且在x軸正方向上,不能因h前是負(fù)號(hào)就簡(jiǎn)單地認(rèn)為是向左平移,。
具體可分為下面幾種情況:
當(dāng)h>0時(shí),,y=a(x-h)2的圖像可由拋物線y=ax2向右平行移動(dòng)h個(gè)單位得到;
當(dāng)h>0時(shí),,y=a(x h)2的圖像可由拋物線y=ax2向左平行移動(dòng)h個(gè)單位得到,;
當(dāng)h>0,k>0時(shí),將拋物線y=ax2向右平行移動(dòng)h個(gè)單位,,再向上移動(dòng)k個(gè)單位,,就可以得到y(tǒng)=a(x-h)2 k的圖像;
當(dāng)h>0,k>0時(shí),,將拋物線y=ax2向左平行移動(dòng)h個(gè)單位,,再向下移動(dòng)k個(gè)單位,就可以得到y(tǒng)=a(x h)2-k的圖像,;
當(dāng)h<0,k>0時(shí),,將拋物線y=ax2向左平行移動(dòng)|h|個(gè)單位,,再向上移動(dòng)k個(gè)單位可得到y(tǒng)=a(x-h)2 k的圖像;
當(dāng)h<0,k<0時(shí),,將拋物線y=ax2向左平行移動(dòng)|h|個(gè)單位,,再向下移動(dòng)|k|個(gè)單位可得到y(tǒng)=a(x-h)2 k的圖像。
[僅限于與x軸即y=0有交點(diǎn)時(shí)的拋物線,,即b2-4ac≥0].
已知拋物線與x軸即y=0有交點(diǎn)A(x1, 0)和B(x2, 0),,我們可設(shè),然后把第三點(diǎn)代入x,、y中便可求出a,。
在平面直角坐標(biāo)系中作出二次函數(shù)y=ax2 bx c的圖像,可以看出,,在沒(méi)有特定定義域的二次函數(shù)圖像是一條永無(wú)止境的拋物線,。如果所畫(huà)圖形準(zhǔn)確無(wú)誤,那么二次函數(shù)圖像將是由平移得到的,。
二次函數(shù)圖像是軸對(duì)稱圖形,。對(duì)稱軸為直線
對(duì)稱軸與二次函數(shù)圖像唯一的交點(diǎn)為二次函數(shù)圖像的頂點(diǎn)P。
特別地,,當(dāng)b=0時(shí),,二次函數(shù)圖像的對(duì)稱軸是y軸(即直線x=0)。是頂點(diǎn)的橫坐標(biāo)(即x=,?),。
a,b同號(hào),對(duì)稱軸在y軸左側(cè),;
a,b異號(hào),,對(duì)稱軸在y軸右側(cè)。
一次項(xiàng)系數(shù)b和二次項(xiàng)系數(shù)a共同決定對(duì)稱軸的位置,。
當(dāng)a>0,與b同號(hào)時(shí)(即ab>0),,對(duì)稱軸在y軸左;因?yàn)閷?duì)稱軸在左邊則對(duì)稱軸小于0,,也就是-b/2a
當(dāng)a>0,與b異號(hào)時(shí)(即ab<0),,對(duì)稱軸在y軸右。因?yàn)閷?duì)稱軸在右邊則對(duì)稱軸要大于0,,也就是-b/2a>0,,所以b/2a要小于0,所以a,、b要異號(hào)
可簡(jiǎn)單記憶為左同右異,,即當(dāng)對(duì)稱軸在y軸左時(shí),a與b同號(hào)(即a>0,,b>0或a
事實(shí)上,,b有其自身的幾何意義:二次函數(shù)圖像與y軸的交點(diǎn)處的該二次函數(shù)圖像切線的函數(shù)解析式(一次函數(shù))的斜率k的值,。可通過(guò)對(duì)二次函數(shù)求導(dǎo)得到,。
常數(shù)項(xiàng)c決定二次函數(shù)圖像與y軸交點(diǎn),。
二次函數(shù)圖像與y軸交于(0,C)點(diǎn)
注意:頂點(diǎn)坐標(biāo)為(h,k),與y軸交于(0,C),。
與x軸交點(diǎn)數(shù)
a0;k>0或a>0;k
k=0時(shí),,二次函數(shù)圖像與x軸只有1個(gè)交點(diǎn)。
質(zhì)疑點(diǎn):a0時(shí),,二次函數(shù)圖像與x軸無(wú)交點(diǎn),。
當(dāng)a>0時(shí),函數(shù)在x=h處取得最小值=k,,在xh范圍內(nèi)是增函數(shù)(即y隨x的變大而變大),二次函數(shù)圖像的開(kāi)口向上,,函數(shù)的值域是y>k
當(dāng)a=k,,在xh范圍內(nèi)是減函數(shù)(即y隨x的變大而變小),,二次函數(shù)圖像的開(kāi)口向下,,函數(shù)的值域是y
當(dāng)h=0時(shí),拋物線的對(duì)稱軸是y軸,,這時(shí),,函數(shù)是偶函數(shù)
對(duì)于一般式:
①y=ax2 bx c與y=ax2-bx c兩圖像關(guān)于y軸對(duì)稱
②y=ax2 bx c與y=-ax2-bx-c兩圖像關(guān)于x軸對(duì)稱
③y=ax2 bx c與y=-ax2-bx c-b2/2a關(guān)于頂點(diǎn)對(duì)稱
④y=ax2 bx c與y=-ax2 bx-c關(guān)于原點(diǎn)中心對(duì)稱。(即繞原點(diǎn)旋轉(zhuǎn)180度后得到的圖形)
對(duì)于頂點(diǎn)式:
①y=a(x-h)2 k與y=a(x h)2 k兩圖像關(guān)于y軸對(duì)稱,,即頂點(diǎn)(h, k)和(-h, k)關(guān)于y軸對(duì)稱,,橫坐標(biāo)相反、縱坐標(biāo)相同,。
②y=a(x-h)2 k與y=-a(x-h)2-k兩圖像關(guān)于x軸對(duì)稱,,即頂點(diǎn)(h, k)和(h, -k)關(guān)于x軸對(duì)稱,橫坐標(biāo)相同,、縱坐標(biāo)相反,。
③y=a(x-h)2 k與y=-a(x-h)2 k關(guān)于頂點(diǎn)對(duì)稱,即頂點(diǎn)(h, k)和(h, k)相同,,開(kāi)口方向相反,。
④y=a(x-h)2 k與y=-a(x h)2-k關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,即頂點(diǎn)(h, k)和(-h, -k)關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,,橫坐標(biāo),、縱坐標(biāo)都相反。
(其實(shí)①③④就是對(duì)f(x)來(lái)說(shuō)f(-x),-f(x),-f(-x)的情況)
五點(diǎn)草圖法又被叫做五點(diǎn)作圖法是二次函數(shù)中一種常用的作圖方法,。
注明:雖說(shuō)是草圖,,但畫(huà)出來(lái)絕不是草圖,。
五點(diǎn)草圖法中的五個(gè)點(diǎn)都是極其重要的五個(gè)點(diǎn),分別為:頂點(diǎn),、與x軸的交點(diǎn),、與y軸的交點(diǎn)及其關(guān)于對(duì)稱軸的對(duì)稱點(diǎn)。
Ps.正規(guī)考試也是用這種方法初步確定圖像,。但是正規(guī)考試的要求在于要列表格,,取x、y,,再確定總體圖像,。五點(diǎn)法是可以用在正規(guī)考試中的。
函數(shù)與x軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)即為方程的根,。
1.二次函數(shù)y=ax2,,y=a(x-h)2,y=a(x-h)2 k,,y=ax2 bx c(各式中,,a≠0)的圖像形狀相同,只是位置不同,,它們的頂點(diǎn)坐標(biāo)及對(duì)稱軸如下表:
當(dāng)h>0時(shí),,y=a(x-h)^2的圖像可由拋物線y=ax2向右平行移動(dòng)h個(gè)單位得到,
當(dāng)h
當(dāng)h>0,k>0時(shí),,將拋物線y=ax^2向右平行移動(dòng)h個(gè)單位,,再向上移動(dòng)k個(gè)單位,就可以得到y(tǒng)=a(x-h)2 k(h>0,k>0)的圖像
當(dāng)h>0,k0,k
當(dāng)h0時(shí),,將拋物線y=ax^2向左平行移動(dòng)|h|個(gè)單位,,再向上移動(dòng)k個(gè)單位,就可得到y(tǒng)=a(x h)2 k(h0)的圖像
當(dāng)h
在向上或向下,。向左或向右平移拋物線時(shí),,可以簡(jiǎn)記為“上加下減,左加右減”,。
因此,,研究拋物線 y=ax2 bx c(a≠0)的圖像,通過(guò)配方,,將一般式化為y=a(x-h)2 k的形式,,可確定其頂點(diǎn)坐標(biāo)、對(duì)稱軸,,拋物線的大體位置就很清楚了,。這給畫(huà)圖像提供了方便。
2.拋物線y=ax2 bx c(a≠0)的圖像:當(dāng)a>0時(shí),,開(kāi)口向上,,當(dāng)a
3.拋物線y=ax2 bx c(a≠0),,若a>0,當(dāng)x≤-b/2a時(shí),,y隨x的增大而減?。划?dāng)x≥-b/2a時(shí),,y隨x的增大而增大,。若a
4.拋物線y=ax2 bx c的圖像與坐標(biāo)軸的交點(diǎn):
1.要理解函數(shù)的意義。
2.要記住函數(shù)的幾個(gè)表達(dá)形式,,注意區(qū)分,。
3.一般式,頂點(diǎn)式,,交點(diǎn)式,,等,區(qū)分對(duì)稱軸,,頂點(diǎn),,圖像,y隨著x的增大而減?。ㄔ龃螅ㄔ鰷p值)等的差異性,。
4.聯(lián)系實(shí)際對(duì)函數(shù)圖像的理解,。
5.計(jì)算時(shí),,看圖像時(shí)切記取值范圍。
6.隨圖像理解數(shù)字的變化而變化,。
二次函數(shù)知識(shí)很容易與其他知識(shí)綜合應(yīng)用,,而形成較為復(fù)雜的綜合題目。因此,,以二次函數(shù)知識(shí)為主的綜合性題目是中考的熱點(diǎn)考題,,往往以大題形式出現(xiàn)。
(1)對(duì)二次函數(shù)概念理解有誤,,漏掉二次項(xiàng)系數(shù)不為0這一限制條件,;
(2)對(duì)二次函數(shù)圖像和性質(zhì)存在思維誤區(qū);
(3)忽略二次函數(shù)自變量取值范圍,;
(4)平移拋物線時(shí),,弄反方向。
一般地,,自變量x和因變量y之間存在如下關(guān)系:
(a,,b,c為常數(shù),,a≠0,,且a決定函數(shù)的開(kāi)口方向,,a>0時(shí),開(kāi)口方向向上,,a
則稱y為x的二次函數(shù),。
二次函數(shù)表達(dá)式的右邊通常為二次三項(xiàng)式。
一般式:y=ax2 bx c(a,,b,,c為常數(shù),a≠0)
頂點(diǎn)式:y=a(x-h)2 k[拋物線的頂點(diǎn)P(h, k)]
交點(diǎn)式:y=a(x-x1)(x-x2)[僅限于與x軸有交點(diǎn)A(x1,,0)和B(x2,,0)的拋物線]
二次函數(shù)拋物線,圖象對(duì)稱是關(guān)鍵,;
開(kāi)口,、頂點(diǎn)和交點(diǎn),它們確定圖象限,;
開(kāi)口,、大小由a斷,c與Y軸來(lái)相見(jiàn),,b的符號(hào)較特別,,符號(hào)與a相關(guān)聯(lián);
頂點(diǎn)位置先找見(jiàn),,Y軸作為參考線,,左同右異中為0,牢記心中莫混亂,;
頂點(diǎn)坐標(biāo)最重要,,一般式配方它就現(xiàn),橫標(biāo)即為對(duì)稱軸,,縱標(biāo)函數(shù)最值見(jiàn),。
若求對(duì)稱軸位置,符號(hào)反,,一般,、頂點(diǎn)、交點(diǎn)式,,不同表達(dá)能互換,。