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)的圖像是一條對稱軸與y軸平行或重合于y軸的拋物線。
二次函數(shù)表達式為y=ax2 bx c(且a≠0),它的定義是一個二次多項式(或單項式)。
如果令y值等于零,則可得一個二次方程。該方程的解稱為方程的根或函數(shù)的零點。
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稱為二次項系數(shù),b為一次項系數(shù),c為常數(shù)項。x為自變量,y為因變量。等號右邊自變量的最高次數(shù)是2。
交點式為y=a(x-x1)(x-x2)(僅限于與x軸有交點的拋物線),
與x軸的交點坐標是A(X1,0)和B(x2,0)。
注意:“變量”不同于“未知數(shù)”,不能說“二次函數(shù)是指未知數(shù)的最高次數(shù)為二次的多項式函數(shù)”。“未知數(shù)”只是一個數(shù)(具體值未知,但是只取一個值),“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),一般都表示一個數(shù)或函數(shù)——也會遇到特殊情況),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,古巴比倫人和中國人已經(jīng)使用配方法求得了二次方程的正根,但是并沒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,它同時容許有正負數(shù)的根。
11世紀阿拉伯的花拉子密獨立地發(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。但這一點在他的時代存在著爭議。這個求解規(guī)則是:在方程的兩邊同時乘以二次項未知數(shù)的系數(shù)的四倍;在方程的兩邊同時加上一次項未知數(shù)的系數(shù)的平方;然后在方程的兩邊同時開二次方(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)。開口向上或者向下的拋物線才是二次函數(shù)。拋物線是軸對稱圖形。對稱軸為直線x=-b/2a。對稱軸與拋物線唯一的交點為拋物線的頂點P。特別地,當b=0時,拋物線的對稱軸是y軸(即直線x=0)。
y=a(x-h)2 k(a≠0,a、h、k為常數(shù)),頂點坐標為(h,k),對稱軸為直線x=h,頂點的位置特征和圖像的開口方向與函數(shù)y=ax2的圖像相同,當x=h時,y最大(?。┲?k.有時題目會指出讓你用配方法把一般式化成頂點式。
例:已知二次函數(shù)y的頂點(1,2)和另一任意點(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:與點在平面直角坐標系中的平移不同,二次函數(shù)平移后的頂點式中,h>0時,h越大,圖像的對稱軸離y軸越遠,且在x軸正方向上,不能因h前是負號就簡單地認為是向左平移。
具體可分為下面幾種情況:
當h>0時,y=a(x-h)2的圖像可由拋物線y=ax2向右平行移動h個單位得到;
當h>0時,y=a(x h)2的圖像可由拋物線y=ax2向左平行移動h個單位得到;
當h>0,k>0時,將拋物線y=ax2向右平行移動h個單位,再向上移動k個單位,就可以得到y(tǒng)=a(x-h)2 k的圖像;
當h>0,k>0時,將拋物線y=ax2向左平行移動h個單位,再向下移動k個單位,就可以得到y(tǒng)=a(x h)2-k的圖像;
當h<0,k>0時,將拋物線y=ax2向左平行移動|h|個單位,再向上移動k個單位可得到y(tǒng)=a(x-h)2 k的圖像;
當h<0,k<0時,將拋物線y=ax2向左平行移動|h|個單位,再向下移動|k|個單位可得到y(tǒng)=a(x-h)2 k的圖像。
[僅限于與x軸即y=0有交點時的拋物線,即b2-4ac≥0].
已知拋物線與x軸即y=0有交點A(x1, 0)和B(x2, 0),我們可設(shè),然后把第三點代入x、y中便可求出a。
在平面直角坐標系中作出二次函數(shù)y=ax2 bx c的圖像,可以看出,在沒有特定定義域的二次函數(shù)圖像是一條永無止境的拋物線。如果所畫圖形準確無誤,那么二次函數(shù)圖像將是由平移得到的。
二次函數(shù)圖像是軸對稱圖形。對稱軸為直線
對稱軸與二次函數(shù)圖像唯一的交點為二次函數(shù)圖像的頂點P。
特別地,當b=0時,二次函數(shù)圖像的對稱軸是y軸(即直線x=0)。是頂點的橫坐標(即x=?)。
a,b同號,對稱軸在y軸左側(cè);
a,b異號,對稱軸在y軸右側(cè)。
一次項系數(shù)b和二次項系數(shù)a共同決定對稱軸的位置。
當a>0,與b同號時(即ab>0),對稱軸在y軸左;因為對稱軸在左邊則對稱軸小于0,也就是-b/2a
當a>0,與b異號時(即ab<0),對稱軸在y軸右。因為對稱軸在右邊則對稱軸要大于0,也就是-b/2a>0,所以b/2a要小于0,所以a、b要異號
可簡單記憶為左同右異,即當對稱軸在y軸左時,a與b同號(即a>0,b>0或a
事實上,b有其自身的幾何意義:二次函數(shù)圖像與y軸的交點處的該二次函數(shù)圖像切線的函數(shù)解析式(一次函數(shù))的斜率k的值??赏ㄟ^對二次函數(shù)求導(dǎo)得到。
常數(shù)項c決定二次函數(shù)圖像與y軸交點。
二次函數(shù)圖像與y軸交于(0,C)點
注意:頂點坐標為(h,k),與y軸交于(0,C)。
與x軸交點數(shù)
a0;k>0或a>0;k
k=0時,二次函數(shù)圖像與x軸只有1個交點。
質(zhì)疑點:a0時,二次函數(shù)圖像與x軸無交點。
當a>0時,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)圖像的開口向上,函數(shù)的值域是y>k
當a=k,在xh范圍內(nèi)是減函數(shù)(即y隨x的變大而變?。魏瘮?shù)圖像的開口向下,函數(shù)的值域是y
當h=0時,拋物線的對稱軸是y軸,這時,函數(shù)是偶函數(shù)
對于一般式:
①y=ax2 bx c與y=ax2-bx c兩圖像關(guān)于y軸對稱
②y=ax2 bx c與y=-ax2-bx-c兩圖像關(guān)于x軸對稱
③y=ax2 bx c與y=-ax2-bx c-b2/2a關(guān)于頂點對稱
④y=ax2 bx c與y=-ax2 bx-c關(guān)于原點中心對稱。(即繞原點旋轉(zhuǎn)180度后得到的圖形)
對于頂點式:
①y=a(x-h)2 k與y=a(x h)2 k兩圖像關(guān)于y軸對稱,即頂點(h, k)和(-h, k)關(guān)于y軸對稱,橫坐標相反、縱坐標相同。
②y=a(x-h)2 k與y=-a(x-h)2-k兩圖像關(guān)于x軸對稱,即頂點(h, k)和(h, -k)關(guān)于x軸對稱,橫坐標相同、縱坐標相反。
③y=a(x-h)2 k與y=-a(x-h)2 k關(guān)于頂點對稱,即頂點(h, k)和(h, k)相同,開口方向相反。
④y=a(x-h)2 k與y=-a(x h)2-k關(guān)于原點對稱,即頂點(h, k)和(-h, -k)關(guān)于原點對稱,橫坐標、縱坐標都相反。
(其實①③④就是對f(x)來說f(-x),-f(x),-f(-x)的情況)
五點草圖法又被叫做五點作圖法是二次函數(shù)中一種常用的作圖方法。
注明:雖說是草圖,但畫出來絕不是草圖。
五點草圖法中的五個點都是極其重要的五個點,分別為:頂點、與x軸的交點、與y軸的交點及其關(guān)于對稱軸的對稱點。
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。五點法是可以用在正規(guī)考試中的。
函數(shù)與x軸交點的橫坐標即為方程的根。
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,它們的頂點坐標及對稱軸如下表:
當h>0時,y=a(x-h)^2的圖像可由拋物線y=ax2向右平行移動h個單位得到,
當h
當h>0,k>0時,將拋物線y=ax^2向右平行移動h個單位,再向上移動k個單位,就可以得到y(tǒng)=a(x-h)2 k(h>0,k>0)的圖像
當h>0,k0,k
當h0時,將拋物線y=ax^2向左平行移動|h|個單位,再向上移動k個單位,就可得到y(tǒng)=a(x h)2 k(h0)的圖像
當h
在向上或向下。向左或向右平移拋物線時,可以簡記為“上加下減,左加右減”。
因此,研究拋物線 y=ax2 bx c(a≠0)的圖像,通過配方,將一般式化為y=a(x-h)2 k的形式,可確定其頂點坐標、對稱軸,拋物線的大體位置就很清楚了。這給畫圖像提供了方便。
2.拋物線y=ax2 bx c(a≠0)的圖像:當a>0時,開口向上,當a
3.拋物線y=ax2 bx c(a≠0),若a>0,當x≤-b/2a時,y隨x的增大而減?。划攛≥-b/2a時,y隨x的增大而增大。若a
4.拋物線y=ax2 bx c的圖像與坐標軸的交點:
1.要理解函數(shù)的意義。
2.要記住函數(shù)的幾個表達形式,注意區(qū)分。
3.一般式,頂點式,交點式,等,區(qū)分對稱軸,頂點,圖像,y隨著x的增大而減小(增大)(增減值)等的差異性。
4.聯(lián)系實際對函數(shù)圖像的理解。
5.計算時,看圖像時切記取值范圍。
6.隨圖像理解數(shù)字的變化而變化。
二次函數(shù)知識很容易與其他知識綜合應(yīng)用,而形成較為復(fù)雜的綜合題目。因此,以二次函數(shù)知識為主的綜合性題目是中考的熱點考題,往往以大題形式出現(xiàn)。
(1)對二次函數(shù)概念理解有誤,漏掉二次項系數(shù)不為0這一限制條件;
(2)對二次函數(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,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)的開口方向,a>0時,開口方向向上,a
則稱y為x的二次函數(shù)。
二次函數(shù)表達式的右邊通常為二次三項式。
一般式:y=ax2 bx c(a,b,c為常數(shù),a≠0)
頂點式:y=a(x-h)2 k[拋物線的頂點P(h, k)]
交點式:y=a(x-x1)(x-x2)[僅限于與x軸有交點A(x1,0)和B(x2,0)的拋物線]
二次函數(shù)拋物線,圖象對稱是關(guān)鍵;
開口、頂點和交點,它們確定圖象限;
開口、大小由a斷,c與Y軸來相見,b的符號較特別,符號與a相關(guān)聯(lián);
頂點位置先找見,Y軸作為參考線,左同右異中為0,牢記心中莫混亂;
頂點坐標最重要,一般式配方它就現(xiàn),橫標即為對稱軸,縱標函數(shù)最值見。
若求對稱軸位置,符號反,一般、頂點、交點式,不同表達能互換。