借助二次函数图像解不等式

来源 :初中生世界·九年级 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ikkonen
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  我们知道,函数、方程、不等式之间存在联系,研究三者之间的联系绕不开对函数图像的研究,今天我们来“透过现象看本质”,借助函数图像解不等式。
  例1 已知:如图1,抛物线y=x2-2x-3。
  (1)求该抛物线与x轴的交点A,B的坐标。
  (2)x取何值时,y>0?
  图1
  追问:结合图像,你能描述(1)(2)在函数图像中的意义吗?
  【解析】(1)求二次函數的图像与x轴交点坐标,只需令y=0,将二次函数转化为一元二次方程x2-2x-3=0,求出方程的解x1=3,x2=-1,即交点坐标为A(-1,0),B(3,0);或者将x轴看成直线y=0,只需求方程组[y=0,y=x2-2x-3]的解即可。
  (2)我们知道,只要令y>0,即可将二次函数转化为不等式x2-2x-3>0,可如何解这个不等式呢?目前我们没有研究过如何解这样的不等式,因此我们只有借助二次函数图像。从上下方向看,y>0表示在x轴(直线y=0)上方的图像,从左右方向看,y>0表示在交点A的左侧、交点B的右侧的图像。
  为了直观地表示出应变量y>0对应的图像,采用“划线分区”的方法,即分别过交点A、B作平行于y轴的直线,将图像分为三个区域:A点左侧,A、B两点之间,B点右侧。其中抛物线在x轴(直线y=0)上方的是A点左侧和B点右侧部分。这一方法是依据对应的函数图像和交点的位置关系产生的,因此应用时关键要找准交点再划线分区。
  图2
  由图2知,x的取值为x<-1或x>3。
  【小结】“数形结合”最能展现二次函数与一元二次方程、不等式之间的关系:
  [数 形 y=x2-2x-3
  赋  今y=0
  值  今y=0
  x2-2x-3=0 抛物线与直线的两个交点 y=x2-2x-3
  赋  今y>0
  值  今y>0
  范  今y>0
  围  今y>0
  x2-2x-3=0 部分函数图像 ]
  理解了二次函数与一元二次方程、不等式之间的本质联系,掌握了“划线分区”的小妙法,你会解这一类不等式吗?我们来试试看。
  变式1 借助函数图像解不等式x2-2x-3≤-3。
  图3
  【解析】不等式x2-2x-3≤-3表示y≤
  -3,结合函数图像,表示抛物线在直线y=-3下方的部分。在抛物线上画出直线y=-3,求出直线与抛物线的交点C(0,-3)、E(2,-3)。过交点C、E作y轴的平行线,把图像分成3个区域:交点C的左侧,C、E之间,交点E右侧。其中交点C、E之间的图像,表示y≤-3,即自变量x的取值范围是0≤x≤2。
  变式2 借助函数图像解不等式x2-2x-3  图4
  【解析】不等式x2-2x-3  (作者单位:江苏省南京市江宁区铜井初级中学)
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