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专题 22.11 二次函数与一元二次方程(知识梳理与考点分类讲解)
第一部分【知识点归纳】
【知识点一】二次函数与一元二次方程的关系
1.二次函数图象与x轴的交点情况决定一元二次方程根的情况
求二次函数 (a≠0)的图象与x轴的交点坐标,就是令y=0,求 中x
的值的问题.此时二次函数就转化为一元二次方程,因此一元二次方程根的个数决定了抛物线与 x轴的
交点的个数,它们的关系如下表:
一元二次方程
判别式
二次函数
图象 与x轴的交点坐标 根的情况
抛物线 与 x 一元二次方程
轴交于 , 两
△>0 有两个不相等的实数根
点,且 ,
此时称抛物线与x轴相交
一元二次方程
抛物线 与 x
△=0 有两个相等的实数根
轴交切于 这一点,此时称
抛物线与x轴相切
一元二次方程
抛物线 与 x
△<0
轴无交点,此时称抛物线与x轴相
在实数范围内无解(或
离
称无实数根)
【要点提示】
二次函数图象与x轴的交点的个数由 的值来确定的.
(1)当二次函数的图象与x轴有两个交点时, ,方程有两个不相等的实根;(2)当二次函数的图象与x轴有且只有一个交点时, ,方程有两个相等的实根;
(3)当二次函数的图象与x轴没有交点时, ,方程没有实根.
2.抛物线与直线的交点问题
抛物线与x轴的两个交点的问题实质就是抛物线与直线的交点问题.我们把它延伸到求抛物线
(a≠0)与y轴交点和二次函数与一次函数 的交点问题.
抛物线 (a≠0)与y轴的交点是(0,c).
抛物线 (a≠0)与一次函数 (k≠0)的交点个数由方程组 的
解的个数决定.
当方程组有两组不同的解时 两函数图象有两个交点;
当方程组有两组相同的解时 两函数图象只有一个交点;
当方程组无解时 两函数图象没有交点.
总之,探究直线与抛物线的交点的问题,最终是讨论方程(组)的解的问题.
【要点提示】
求两函数图象交点的问题主要运用转化思想,即将函数的交点问题转化为求方程组解的问题或者将求方
程组的解的问题转化为求抛物线与直线的交点问题.
【知识点二】利用二次函数图象求一元二次方程的近似解
用图象法解一元二次方程 的步骤:
1.作二次函数 的图象,由图象确定交点个数,即方程解的个数;
2. 确定一元二次方程 的根的取值范围.即确定抛物线 与x轴交点的横
坐标的大致范围;
3. 在(2)确定的范围内,用计算器进行探索.即在(2)确定的范围内,从大到小或从小到大依次取值,用
表格的形式求出相应的y值.
4.确定一元二次方程 的近似根.在(3)中最接近0的y值所对应的x值即是一元二次方
的近似根.
【要点提示】求一元二次方程 的近似解的方法(图象法):
(1)直接作出函数 的图象,则图象与 x 轴交点的横坐标就是方程
的根;
(2)先将方程变为 再在同一坐标系中画出抛物线 和直线
图象交点的横坐标就是方程的根;
【知识点三】抛物线与x轴的两个交点之间的距离公式
当△>0时,设抛物线 与x轴的两个交点为A( ,0),B( ,0),则 、 是一元
二次方程 的两个根.由根与系数的关系得 , .
∴
即 (△>0)
【知识点四】抛物线与不等式的关系
二次函数 (a≠0)与一元二次不等式 (a≠0)及 (a≠0)
之间的关系如下 :
判别式
抛物线 与 不等式 的解
不等式 的解集
x轴的交点 集
△>0
或△=0 无解
(或 )
△<0 全体实数 无解
注:a<0的情况请同学们自己完成.
【要点提示】
抛物线 在x轴上方的部分点的纵坐标都为正,所对应的 x的所有值就是不等式
的解集;在 x 轴下方的部分点的纵坐标都为负,所对应的 x 的所有值就是不等式
的解集.不等式中如果带有等号,其解集也相应带有等号.
第二部分【题型展示与方法点拨】
【题型1】抛物线与坐标轴交点坐标
【例1】(23-24九年级下·江苏连云港·阶段练习)已知二次函数的图像以 为顶点,且过点
.
(1)求该函数图像与坐标轴的交点坐标;
(2)将函数图像向左平移几个单位,该函数图像恰好经过原点.
【答案】(1)与 轴的交点坐标为 ;与 轴的交点坐标为 ;(2)向左平移1个单位,该函数
图象恰好经过原点.
(1)解:设抛物线解析式为 ,
把 代入得 ,解得 ,
所以抛物线解析式为 ;当 时, ,
则抛物线与 轴的交点坐标为 ;
当 时, ,解得 ,
则抛物线与 轴的交点坐标为 ;
(2)解:因为抛物线与 轴的交点坐标为 ,
所以把抛物线解析式 向左平移1个单位,该函数图象恰好经过原点.
【变式1】(2024·广西柳州·三模)在平面直角坐标系中,二次函数 ( )的图象与
轴的一个交点的横坐标为 ,则另一个交点的横坐标为( )
A.5 B.3 C. D.
【答案】A
【分析】本题考查二次函数图象与性质,涉及求抛物线对称轴、图象与 轴交点的对称性等知识,先求出
抛物线对称轴,再由抛物线图象与性质求解即可得到答案,熟练掌握二次函数图象与性质是解决问题的
关键.
解: 二次函数 ( )的对称轴为 ,且图象与 轴的一个交点的横
坐标为 ,
由抛物线上点的对称性可知,图象与 轴的另一个交点的横坐标为 ,
故选:A.
【变式2】(2024·辽宁·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,抛物线 与 与相交于点
, ,点 的坐标为 ,若点 在抛物线上,则 的长为 .
【答案】
【分析】本题主要考查了待定系数求二次函数的解析式,二次函数的性质,熟练求解二次函数的解析式是解题的关键.先利用待定系数法求得抛物线 ,再令 ,得 ,解得
或 ,从而即可得解.
解:把点 ,点 代入抛物线 得,
,
解得 ,
∴抛物线 ,
令 ,得 ,
解得 或 ,
∴ ,
∴ ;
故答案为: .
【题型2】由二次函数值求自变量的值
【例2】(23-24九年级上·浙江湖州·阶段练习)已知二次函数图象的顶点坐标是 ,且经过点
.
(1)求这个二次函数的表达式;
(2)若点 在该函数图象上,求点 的坐标.
【答案】(1)抛物线解析式为 ; (2)B点坐标为 或 .
【分析】本题考查了待定系数法求二次函数的解析式,二次函数图象上的点的坐标特征,解题的关键是
掌握待定系数法求二次函数的解析式.
(1)利用待定系数法求解即可; (2)将点 代入 求解即可.解:(1)设抛物线解析式为 ,
把 代入得 ,解得 ,
抛物线解析式为 ;
(2)把 代入 得 ,
解得 , ,
点坐标为 或 .
【变式1】(2020·湖北武汉·模拟预测)已知二次函数 的图象上有两点A(x,
1
2023)和B(x,2023),则当 时,二次函数的值是( )
2
A.2020 B.2021 C.2022 D.2023
【答案】C
【分析】根据A、B两点纵坐标一样,且都在函数图像上,得出x、x 是方程2020x2+2021x+2022=2023的
1 2
两个根,由韦达定理得到 ,代入解析式即可得解.
解:∵二次函数 的图象上有两点A( ,2023)和B( ,2023),
∴ 、 是方程 的两个根,
∴ ,
∴当 时,有: ,
故选C.
【点拨】本题考查了二次函数与一元二次方程的关系、韦达定理;关键在于能发现题干所给条件的特点,
会运用韦达定理.
【变式2】(21-22九年级上·北京通州·期末)如图,过点A(0,4)作平行于x轴的直线AC分别交抛物线与 于B、C两点,那么线段BC的长是 .
【答案】2
【分析】根据题意,将 分别代入 , ,求得 的正数解,即求得 的
坐标,进而即可求得 的长.
解: ,则 解得 ,即
解得 ,即
故答案为:
【点拨】本题考查了根据二次函数的函数值求自变量,联立解方程是解题的关键.
【题型3】图象法解一元二次方程或一元二次不等式
【例3】(23-24九年级上·内蒙古呼和浩特·期中)二次函数 中的x,y满足下表.
x … 0 1 2 3 …
y … 0 m 0 …
(1)观察表中信息,发现 ______,抛物线的对称轴为______;
(2)求该抛物线的解析式,并求 时x的值;
(3)请直接写出当 时,自变量x的取值范围.
【答案】(1) ,直线 (2) ; 时, 或 (3) 或
(1)解:当 时, ,由表可知,当 时, ,
∴ ,
由表可知,当 , ,当 时, ,
∴抛物线的对称轴为 ,
故答案为: ,直线 ;
(2)解:由表可知,抛物线经过 ,
设抛物线的解析式为 ,
把 代入得: ,
解得: ,
∴该抛物线的解析式为 ;
把 代入得: ,
解得: ,
即 时, 或 ;
(3)解:当 时, ,
解得: ,
由表可知:当 时, 或3,
画出该抛物线的图象如图所示:
由图可知,当 或 时, .【变式1】(2023·浙江·模拟预测)已知二次函数 ,已知函数与x轴相交于 ,
且函数的对称轴为直线 ,则 的根 的范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】本题主要考查了二次函数与一元二次方程之间的关系,二次函数的性质等等,先根据二次函数
的对称性求出二次函数与x轴相交于 ,再由二次函数的性质得到当 时, ,最后根据
的根可以看做是二次函数 与直线 的交点的横坐标即可得到答
案.
解:∵二次函数 与x轴相交于 ,且函数的对称轴为直线 ,
∴二次函数图象与x轴另一个交点为 ,
∵ ,
∴函数开口向上,
∴离对称轴越远函数值越大,
∴当 时,
∵ 的根可以看做是二次函数 与直线 的交点的横坐标,
∴ ,
故选:D.
【变式2】(23-24八年级下·浙江宁波·期末)如图是二次函数 的部分图像,由图像可知不
等式 的解是 .【答案】
【分析】本题考查了二次函数的图象与性质以及二次函数与不等式的关系,由题意可得:二次函数的对
称轴是直线 ,抛物线与 轴的一个交点为 ,然后可根据抛物线的对称性求出抛物线与 轴的另
一个交点,再根据抛物线在 轴上方的图象对应的 的范围解答即可,正确读懂图象信息、熟练掌握二次
函数的性质是解题的关键.
解:由图象可知:抛物线的对称轴为直线 ,
∵抛物线与 轴的一个交点坐标为 ,
∴抛物线与 轴的另一个交点坐标为 ,
当 时, ,
故答案为: .
【题型4】利用不等式求自变量或函数值的取值范围
【例4】(23-24九年级下·湖南郴州·期中)如图,已知二次函数 的图象与坐标轴分别交于
点A,B与C.
(1)求点A,B,C的坐标;
(2)直接写出当函数值 时,自变量x的取值范围.【答案】(1) , , ; (2)
【分析】本题考查了二次函数与一元二次方程关系,二次函数与不等式的关系,熟记相关知识是解题关
键.
(1)令 得到 ,解方程得到 , , 即可求出 , ,然后令 ,
即可求出点C的坐标;
(2)结合函数图像,取函数图像位于x轴下方部分,写出x取值范围即可.
解:(1)令 ,则 ,
解得 , ,
∴ ,
令 ,则 ,
∴ ;
(2)∵ ,
∴图像位于x轴下方,
∴x取值范围为 .
【变式1】(2024·甘肃武威·二模)抛物线 的部分图象如图所示,其与x轴时的一
个交点为 ,对称轴为直线 ,将抛物线 沿着x轴的正方向平移2个单位长度得到新的抛物线
,则当 时, 的取值范围是( )A. B.
C. D.
【答案】C
解:∵抛物线 与x轴的一个交点坐标为 ,对称轴为直线 ,
∴抛物线 与x轴的另一个交点为 ,
∵抛物线 沿着x轴的正方向平移2个单位长度得到新的抛物线 ,
∴抛物线 与x轴的两个交点坐标为 和
∴当 时,x的取值范围是 .
故选:C.
【变式2】(2024·浙江金华·二模)已知二次函数 (t为常数),点 、
是其图象上两点,若 ,则 的取值范围为 .
【答案】
【分析】本题考查了二次函数值的大小比较,将点的坐标代入解析式求差是最直接有效的一种方法.将
点坐标代入解析式后求差,然后分解因式,由积判断每一个因式的正负性即可.
解:∵ ,
∴ ,
∴
,
∴
∴ ,
∵ , ,∴ ,
∴
故答案为: .
【题型5】抛物线与坐标轴交点求不等式的解集
【例5】(23-24八年级下·湖南长沙·期末)已知二次函数 的图象如图所示.
(1)求这个二次函数的解析式;
(2)根据图象回答:当 时, 的取值范围;
(3)当 时,求 的取值范围.
【答案】(1) (2) 或 (3)
【分析】本题考查了求二次函数的解析式、二次函数的图象性质,正确掌握相关性质内容是解题的关键.
(1)先设抛物线解析式为 ,再代入 ,解出 ,即可作答.
(2)运用数形结合思想,即可作答.
(3)先化为顶点式得 ,结合 ,得出 的取值范围,即可作答.
(1)解:设抛物线解析式为 ,
把 代入得 ,
解得 ,
∴二次函数解析式为 .(2)解:依题意,结合图象,当 或 时, .
(3)解:∵二次函数解析式为 .
∴ ,
∴当 时,y有最小值 ;
当 时, ;
当 时,y的取值范围为 .
【变式1】(2024·黑龙江齐齐哈尔·中考真题)如图,二次函数 的图象与 轴交于
, ,其中 .结合图象给出下列结论:
① ;② ;
③当 时, 随 的增大而减小;
④关于 的一元二次方程 的另一个根是 ;
⑤ 的取值范围为 .其中正确结论的个数是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据二次函数的图象与性质判断结论①②③正误;由二次函数与一元二次方程的关系判断结论
④;利用结论④及题中条件 可求得 的取值范围,再由结论② 可得 取值范围,判断
⑤是否正确.解:由图可得: ,对称轴 ,
,
,①错误;
由图得,图象经过点 ,将 代入 可得 ,
,②正确;
该函数图象与 轴的另一个交点为 ,且 ,
对称轴 ,
该图象中,当 时, 随着 的增大而减小,当 时, 随着 的增大而增大,
当 时, 随着 的增大而减小,
③正确;
, ,
关于 的一元二次方程 的根为
,
,
, ,
④正确;
,即 ,
解得 ,
即 ,
,
,⑤正确.
综上,②③④⑤正确,共 个.
故选: .
【点拨】本题考查的知识点是二次函数的图象与性质、抛物线与 轴的交点问题、一元二次方程的根与系
数的关系、二次函数与不等式的关系等知识,解题关键是熟练掌握二次函数的图象与性质.
【变式2】(2024·江苏宿迁·模拟预测)如图是二次函数 和一次函数
的图象,当 时,x的取值范围是 .
【答案】 或
【分析】本题考查了二次函数的性质.根据图象可以直接回答,即可.
解:观察图象得:当 或 时,二次函数的图象位于一次函数的图象的上方,
∴当 时,x的取值范围是 或
故答案为: 或
【题型6】由抛物线与x轴交点确定相关的值
【例6】(2024·安徽安庆·二模)已知,如图,抛物线 与x轴的交点分别为A,B(A在B
的左侧),顶点为C,与y轴的交点为D.顺次连接A、B、C三点,构成等腰直角三角形.
(1)求m的值;
(2)如图,连接 、 ,判断 的形状,并求出其面积;
(3)将抛物线在x轴下方部分图象向上翻折,在x轴上方部分图象保持不变,若直线 与图象恰
有3个交点时,求出k的值.【答案】(1) (2) 为直角三角形, (3) 或
【分析】本题考查了一次函数和二次函数的综合,函数图象翻折变换等知识;
(1)先求出顶点坐标和点A、B坐标(用m表示),再根据等腰直角三角形性质列方程即可;
(2)由(1)可得抛物线解析式为 ,求出 , , 三点坐标,再由两点
距离公式和勾股定理判定 为直角三角形即可求解;
(3)由题意作出函数图象,分当直线 与新图形抛物线 相切时和直线经
过点B时两种情况分别求出的b值即可;
(1)解:∵抛物线 对称轴为直线 ,顶点为点C,
∴顶点
∵ 为等腰直角三角形.过点C作 ,
∴ ,
∴当 时,
解得: ; ,
∴ ;
∴ ,解得: ;
(2)由(1)得:抛物线
∴当 时, ,解得: ,
∵已知抛物线 与x轴的交点分别为A,B(A在B的左侧)
∴ ,
∵ 时, ,
∴
∵ , ,
∴
∴ 为直角三角形; ,
∴
(3)∵抛物线 在x轴下方部分图象向上翻折,
∴得到新函数关系式为∵直线 与新的函数图象恰有3个交点
分类讨论:
①当直线 与抛物线 相切时,故联立得
整理得:
∵直线 与抛物线 相切
∴方程 有两个相等实数根
即:
解得: , (舍),
②当当直线 经过点 时, ,解得 ,故联立得
整理得: ,解得 , .满足题意.
综上所述: 或 .
【变式1】(2024·山东青岛·三模)二次函数 的图象开口向上,与x轴的交点坐标为
和 ,下列说法正确的是( )A. B. 时,y的值随x值增大而减小
C.对称轴是直线 D.
【答案】D
【分析】本题考查二次函数的图象与性质,可根据题意画出大致图象,根据图象和性质逐项分析判断即
可.
解:由题意可得二次函数 的图象大致如图所示:
A.由题意可知,抛物线与x轴有两个不同的交点 和 ,所以 ,因此选项A不符
合题意;
B.由二次函数的图象可知,当 时,y的值随x值增大而增大,因此选项B不符合题意;
C.抛物线的对称轴为直线 ,因此选项C不符合题意;
D.当 时, ,所以二次函数的图象过点 ,由图象可知
,因此选项D符合题意.
故选:D.
【变式2】(23-24八年级下·北京海淀·期末)如图,一次函数 与二次函数
的图象分别交于点 , .则关于 的方程 的解为 .【答案】
【分析】本题考查了函数图象与方程的关系,方程的解就是两个函数交点的横坐标,据此即可求解.
解:∵方程 的解就是二次函数 与一次函数 两个函数交点的横坐
标,
∵一次函数 与二次函数 的图象相交于点 , .
∴ 的解为 ;
故答案为: .
第三部分【中考链接与拓展延伸】
1、直通中考
【例1】(2024·四川雅安·中考真题)已知一元二次方程 有两实根 , ,且
,则下列结论中正确的有( )
① ;②抛物线 的顶点坐标为 ;
③ ;④若 ,则 .
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】B
解:由题意,∵ 有两实根 ,.
∴ 得, .
∴ ,故①正确.
,
∴抛物线 的对称轴是直线 .
∴抛物线 的顶点为 .
又 ,
∴ ,即 .
∴ .
∴ .
∴顶点坐标为 ,故②正确.
∵ ,
∴ .
又 ,
,
∴ ,故③错误.
,
,
∴对于函数 ,当 时的函数值小于当 时的函数值.
∵ ,抛物线的对称轴是直线 ,
又此时抛物线上的点离对称轴越近函数值越小,
,
,
∴ ,故④错误.综上,正确的有①②共2个.
故选:B.
【例2】(2024·四川德阳·中考真题)如图,抛物线 的顶点 的坐标为 ,与 轴的
一个交点位于0和1之间,则以下结论:① ;② ;③若抛物线经过点 ,
则 ;④若关于 的一元二次方程 无实数根,则 .其中正确结论是 (请填
写序号).
【答案】①②④
解:①∵抛物线 的顶点 的坐标为 ,
∴ ,
∴ ,即 ,
由图可知,抛物线开口方向向下,即 ,
∴ ,
当 时, ,
∴ ,故①正确,符合题意;
②∵直线 是抛物线的对称轴,
∴ ,
∴ ,∴
由图象可得:当 时, ,
∴ ,即 ,故②正确,符合题意;
③∵直线 是抛物线的对称轴,
设 两点横坐标与对称轴的距离为 ,
则 , ,
∴ ,
根据图象可得,距离对称轴越近的点的函数值越大,
∴ ,故③错误,不符合题意;
④如图,
∵关于x的一元二次方程 无实数根,
∴ ,故④正确,符合题意.
故答案为:①②④
2、拓展延伸
【例1】(2024·四川成都·一模)抛物线 与x轴负半轴交于A、B(点A在点B的左边)
两点,与y轴负半轴交于点C.
(1)求点A、点B的坐标;(2)如图1,连接 ,过点B作 ,交抛物线于点D,直线 交于点P,求 的面
积;
(3)如图2,在(2)的条件下,点M是的抛物线 上一动点(不含C点),作 交抛物线于
另一点N,直线 交于点E,若 ,求点E的坐标(用含h的式子表示).
【答案】(1) (2) (3)
【分析】(1)当 时, ,解方程即可;
(2)分别求直线 的表达式,再求出点P的坐标,过点P作 轴于点E,由
,即可求解;
(3)设 ,设 ,可求 ,联立 ,
求得 ,求出 ,同理可求 ,联立:
,求得点 ,过点E作 轴交 于点F,则
,由 ,得 ,即: ,解得,则 ,故 .
(1)解:当 时, ,
解得: ,
∴ ;
(2)解:当 时, ,
∴ ,
设 ,代入A、C,
得: ,
解得: ,
∴ ,
∵ ,
∴设 ,
代入点B,得: ,
∴ ,
∴ ,
联立 ,
解得: 或 (舍),
∴ ,
同理,可求 , ,联立 ,
解得 ,
∴ ,
过点P作 轴于点E,
∴ ,
∴ ,
∴ 的面积为 ;
(3)解:设 ,
∵ , ,
∴设 ,
代入点 得, ,
∴ ,
∴ ,
联立 ,
得: ,整理得: ,
∴ ,
∴ ,
设 ,代入点A、N得,
,
解得: ,
∴ ,
同理可求 ,
联立: ,
解得: ,
∴点 ,
过点E作 轴交 于点F,
∴ ,∵ ,
∴ ,即: ,
∴ ,
∴ ,
∴ .
【点拨】本题考查了二次函数图像与坐标轴的交点问题,待定系数法求一次函数解析式,两条直线的交
点坐标,三角形的面积等,熟练掌握知识点是解题的关键.