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1.二次函数[y=ax2+bx+c]的图象和性质
(1)当[a>0]时,函数[y=ax2+bx+c]图象开口向上;顶点坐标为[(-b2a,4ac-b24a)],对称轴为直线[x=-b2a].当[x<-b2a]时,[y]随着[x]的增大而减小;当[x>-b2a]时,[y]随着[x]的增大而增大;当[x=][-b2a]时,函数取最小值[y=4ac-b24a].
(2)当[a<0]时,函数[y=ax2+bx+c]图象开口向下;顶点坐标为[(-b2a,4ac-b24a)],对称轴为直线[x=-b2a].当[x<-b2a]时,[y]随着[x]的增大而增大;当[x>-b2a]时,[y]随着[x]的增大而减小;当[x=-b2a]时,函数取最大值[y=4ac-b24a].
二次函数[y=a(x+h)2+k(a≠0)]中,[a]决定了二次函数图象的开口大小及方向;[h]决定了二次函数图象的左右平移,而且“[h]正左移,[h]负右移”;[k]决定了二次函数图象的上下平移,而且“[k]正上移,[k]负下移”.
例1已知函数[y=x2],[-2≤x≤a],其中[a≥-2],求该函数的最大值与最小值,并求出函数取最大值和最小值时所对应的自变量[x]的值.
分析本题中函数自变量的范围是一个变化的范围,需要对[a]的取值进行讨论.
解(1)当[a=-2]时,函数[y=x2]的图象仅仅对应着一个点(-2,4),所以,函数的最大值和最小值都是4,此时[x=-2].
(2)当[-2<a<0]时,由图①可知,当[x=-2]时,函数取最大值[y=4];当[x=a]时,函数取最小值[y=a2].
[①]
(3)当0≤[a]<2时,由图②可知,当[x=-2]时,函数取最大值[y=4];当[x=0]时,函数取最小值[y=0].
[②]
(4)当[a≥2]时,由图③可知,当[x=a]时,函数取最大值[y=a2];当[x=0]时,函数取最小值[y=0].
[③]
点评本题利用了分类讨论的方法,对[a]的所有可能情形进行讨论. 此外,本题所研究的二次函数的自变量的取值不是取任意的实数,而是取部分实数来研究,在解决这一类问题时,借助于函数图象更直观.
2.二次函数的三种表达形式
二次函数通常可以表示成以下三种形式:
(1)一般式:[y=ax2+bx+c(a≠0)];
(2)顶点式:[y=a(x+h)2+k (a≠0)],其中顶点坐标是[(-h,k)];
(3)交点式:[y=a(x-x1) (x-x2) (a≠0)],其中[x1、x2]是二次函数图象与[x]轴交点的横坐标.
今后,在求二次函数的表达式时,我们可以根据题目所提供的条件,选用一般式、顶点式、交点式这三种表达形式中的某一形式来解题.
探究二次函数的一般式、顶点式、交点式的适用条件分别是什么?
例2已知二次函数的图象过点(-3,0),(1,0),且顶点到[x]轴的距离等于2,求此二次函数的表达式.
分析一由于题目所给的条件中,二次函数的图象所过的两点实际上就是二次函数的图象与[x]轴的交点坐标,于是可以将函数的表达式设成交点式.
解法一∵二次函数的图象过点(-3,0),(1,0),
∴可设二次函数为[y=a(x+3) (x-1) (a≠0)],
展开得[y=ax2+2ax-3a],
顶点的纵坐标为 [-12a2-4a24a=-4a].
∵二次函数图象的顶点到[x]轴的距离2,
∴[|-4a|=2],即[a=±12].
∴二次函数的表达式为[y=12x2+x-32]或[y=-12x2-x+32].
分析二由于二次函数的图象过点(-3,0),(1,0),所以,对称轴为直线[x=-1],又由顶点到[x]轴的距离为2,可知顶点的纵坐标为2或-2,于是,又可以将二次函数的表达式设成顶点式来解,然后再利用图象过点(-3,0)或(1,0),就可以求得函数的表达式.
解法二∵二次函数的图象过点(-3,0),(1,0),∴对称轴为直线[x=-1].
又顶点到[x]轴的距离为2,
∴顶点的纵坐标为2或-2.
于是可设二次函数为[y=a(x+1)2+2]或[y=a(x+1)2-2],
由于函数图象过点(1,0),
∴[a(1+1)2+2=0]或[a(1+1)2-2=0].
∴[a=-12]或[a=12].
所以,所求的二次函数的表达式为[y=-12(x+1)2+2]或[y=12(x+1)2-2].
点评上述两种解法分别从与[x]轴的交点坐标及顶点的坐标这两个不同角度,利用交点式和顶点式来解题,在今后的解题过程中,要善于利用条件,选择恰当的方法来解决问题.
(1)当[a>0]时,函数[y=ax2+bx+c]图象开口向上;顶点坐标为[(-b2a,4ac-b24a)],对称轴为直线[x=-b2a].当[x<-b2a]时,[y]随着[x]的增大而减小;当[x>-b2a]时,[y]随着[x]的增大而增大;当[x=][-b2a]时,函数取最小值[y=4ac-b24a].
(2)当[a<0]时,函数[y=ax2+bx+c]图象开口向下;顶点坐标为[(-b2a,4ac-b24a)],对称轴为直线[x=-b2a].当[x<-b2a]时,[y]随着[x]的增大而增大;当[x>-b2a]时,[y]随着[x]的增大而减小;当[x=-b2a]时,函数取最大值[y=4ac-b24a].
二次函数[y=a(x+h)2+k(a≠0)]中,[a]决定了二次函数图象的开口大小及方向;[h]决定了二次函数图象的左右平移,而且“[h]正左移,[h]负右移”;[k]决定了二次函数图象的上下平移,而且“[k]正上移,[k]负下移”.
例1已知函数[y=x2],[-2≤x≤a],其中[a≥-2],求该函数的最大值与最小值,并求出函数取最大值和最小值时所对应的自变量[x]的值.
分析本题中函数自变量的范围是一个变化的范围,需要对[a]的取值进行讨论.
解(1)当[a=-2]时,函数[y=x2]的图象仅仅对应着一个点(-2,4),所以,函数的最大值和最小值都是4,此时[x=-2].
(2)当[-2<a<0]时,由图①可知,当[x=-2]时,函数取最大值[y=4];当[x=a]时,函数取最小值[y=a2].
[①]
(3)当0≤[a]<2时,由图②可知,当[x=-2]时,函数取最大值[y=4];当[x=0]时,函数取最小值[y=0].
[②]
(4)当[a≥2]时,由图③可知,当[x=a]时,函数取最大值[y=a2];当[x=0]时,函数取最小值[y=0].
[③]
点评本题利用了分类讨论的方法,对[a]的所有可能情形进行讨论. 此外,本题所研究的二次函数的自变量的取值不是取任意的实数,而是取部分实数来研究,在解决这一类问题时,借助于函数图象更直观.
2.二次函数的三种表达形式
二次函数通常可以表示成以下三种形式:
(1)一般式:[y=ax2+bx+c(a≠0)];
(2)顶点式:[y=a(x+h)2+k (a≠0)],其中顶点坐标是[(-h,k)];
(3)交点式:[y=a(x-x1) (x-x2) (a≠0)],其中[x1、x2]是二次函数图象与[x]轴交点的横坐标.
今后,在求二次函数的表达式时,我们可以根据题目所提供的条件,选用一般式、顶点式、交点式这三种表达形式中的某一形式来解题.
探究二次函数的一般式、顶点式、交点式的适用条件分别是什么?
例2已知二次函数的图象过点(-3,0),(1,0),且顶点到[x]轴的距离等于2,求此二次函数的表达式.
分析一由于题目所给的条件中,二次函数的图象所过的两点实际上就是二次函数的图象与[x]轴的交点坐标,于是可以将函数的表达式设成交点式.
解法一∵二次函数的图象过点(-3,0),(1,0),
∴可设二次函数为[y=a(x+3) (x-1) (a≠0)],
展开得[y=ax2+2ax-3a],
顶点的纵坐标为 [-12a2-4a24a=-4a].
∵二次函数图象的顶点到[x]轴的距离2,
∴[|-4a|=2],即[a=±12].
∴二次函数的表达式为[y=12x2+x-32]或[y=-12x2-x+32].
分析二由于二次函数的图象过点(-3,0),(1,0),所以,对称轴为直线[x=-1],又由顶点到[x]轴的距离为2,可知顶点的纵坐标为2或-2,于是,又可以将二次函数的表达式设成顶点式来解,然后再利用图象过点(-3,0)或(1,0),就可以求得函数的表达式.
解法二∵二次函数的图象过点(-3,0),(1,0),∴对称轴为直线[x=-1].
又顶点到[x]轴的距离为2,
∴顶点的纵坐标为2或-2.
于是可设二次函数为[y=a(x+1)2+2]或[y=a(x+1)2-2],
由于函数图象过点(1,0),
∴[a(1+1)2+2=0]或[a(1+1)2-2=0].
∴[a=-12]或[a=12].
所以,所求的二次函数的表达式为[y=-12(x+1)2+2]或[y=12(x+1)2-2].
点评上述两种解法分别从与[x]轴的交点坐标及顶点的坐标这两个不同角度,利用交点式和顶点式来解题,在今后的解题过程中,要善于利用条件,选择恰当的方法来解决问题.