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专题22.1.6 二次函数与一元二次方程(知识解读1)
【直击考点】
【学习目标】
1. 会用图象法求一元二次方程的近似解;掌握二次函数与一元二次方程的关系;
2. 经历探索验证二次函数 与一元二次方程的关系的过程,学会用
函数的观点去看方程和用数形结合的思想去解决问题.
【知识点梳理】
考点1 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
一元二次方程
△>0 抛物线 与 x
轴交于 , 两
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)
注意:
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.
(1) 当方程组有两组不同的解时 两函数图象有两个交点;
(2) 当方程组有两组相同的解时 两函数图象只有一个交点;
(3) 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.
注意:
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.
考点2 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.
注意:
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;
(3)将方程化为 ,移项后得 ,设 和 ,
在同一坐标系中画出抛物线 和直线 的图象,图象交点的横坐标即为
方程 的根.
考点3 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)【典例分析】
【考点1 与x轴交点个数】
【例1】函数y=kx2-6x+3的图象与x轴有交点,则k的取值范围是( )
A.k<3 B.k<3且k≠0 C.k≤3 D.k≤3且k≠0
【变式1-1】(2020九上·北京月考)抛物线 y=−x2+2kx+2 与 x 轴交点的个数为(
)
A.0 B.1 C.2 D.以上都不对
【变式1-2】(2021九上·大庆期中)抛物线y=kx 2-7x-7的图象和x轴有交点,则k
的取值范围是( )
A.k>- B.k≥- 且k≠0
C.k≥- D.k>- 且k≠0
【变式1-3】下列关于二次函数y=ax2-2ax+1(a>1)的图象与x轴交点的判断,下确
的是( )
A.没有交点
B.只有一个交点,且它位于y轴右侧
C.有两个交点,且它们均位于y轴左侧
D.有两个交点,且它们均位于y轴右侧
【例2】(2021九上·西城期中)已知抛物线y=(m﹣2)x2+2mx+m+3与x轴有两个交点.
(1)求m的取值范围;
(2)当m取满足条件的最大整数时,求抛物线与x轴两个交点的坐标.【变式2-1】(2020九上·科尔沁左翼中旗期中)已知二次函数 y=x2−mx+m−2 .求
证:不论 m 为何实数,此二次函数的图像与 x 轴都有两个不同交点.
【变式2-2】已知在平面直角坐标系中,二次函数y=x2+2x+2k﹣2的图象与x轴有两个交
点.
(1)求k的取值范围;
(2)当k取正整数时,请你写出二次函数y=x2+2x+2k﹣2的表达式,并求出此二次
函数图象与x轴的两个交点坐标.
【变式2-3】(2019九上·北京月考)如果抛物线 y=x2+2x+2k−4 与x轴有两个不同
的公共点.
(1)求k的取值范围;
(2)如果k为正整数,且该抛物线与x轴的公共点的横坐标都是整数,求k的值.
【例3】(2021九上·渝中开学考)如图,抛物线 y=ax2 与直线 y=bx+c 的两个交点
坐标分别为 A(−2,4) , B(1,1) ,则方程 ax2=bx+c 的解是 .【变式3-1】(2021九上·龙山期末)如图,抛物线y=ax2与直线y=bx+c的两个交点坐
标分别为A(−2,4),B(1,1),则关于x的方程ax2−bx−c=0的解为
.
【变式3-2】(2021九上·定海期末)如图,将二次函数y=x2−m(其中m>0)的图象在x轴
下方的部分沿x轴翻折,图象的其余部分保持不变,形成新的图象记为y ,另有一次函数
1
y=x+2的图象记为y ,若y 与y 恰有两个交点时,则m的范围是 .
2 1 2
【变式3-3】(2018九上·绍兴期中)已知二次函数y=﹣x2+x+6及一次函数y=﹣x+m,将
该二次函数在x轴上方的图象沿x轴翻折到x轴下方,图象的其余部分不变,得到一个
新函数(如图所示),当直线y=﹣x+m与新图象有4个交点时,m的取值范围是()
25 25
A.− <m<3 B.− <m<2
4 4C.﹣20
D.方程 ax2+bx+c=0 的正根在3与4之间专题22.1.6 二次函数与一元二次方程(知识解读1)
【直击考点】
【学习目标】
3. 会用图象法求一元二次方程的近似解;掌握二次函数与一元二次方程的关系;4. 经历探索验证二次函数 与一元二次方程的关系的过程,学会用
函数的观点去看方程和用数形结合的思想去解决问题.
【知识点梳理】
考点1 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
离
在实数范围内无解(或称无实数根)
注意:
二次函数图象与x轴的交点的个数由 的值来确定的.
(2) 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.
(1) 当方程组有两组不同的解时 两函数图象有两个交点;
(2) 当方程组有两组相同的解时 两函数图象只有一个交点;
(3) 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.
注意:
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.考点2 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.
注意:
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;
(3)将方程化为 ,移项后得 ,设 和 ,
在同一坐标系中画出抛物线 和直线 的图象,图象交点的横坐标即为
方程 的根.考点3 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)
【典例分析】
【考点1 与x轴交点个数】
【例1】函数y=kx2-6x+3的图象与x轴有交点,则k的取值范围是( )
A.k<3 B.k<3且k≠0 C.k≤3 D.k≤3且k≠0
【答案】C
【解答】解:∵函数y=kx2-6x+3的图象与x轴有交点,
∴当k≠0时,△=(-6)2-4k×3≥0,解得:k≤3,
当k=0时,函数y=kx2-6x+3为一次函数,则它的图象与x轴有交点,
综合上述:k的取值范围是k≤3,
故答案为:C
【变式1-1】(2020九上·北京月考)抛物线 y=−x2+2kx+2 与 x 轴交点的个数为(
)
A.0 B.1 C.2 D.以上都不对
【答案】C【解答】因为 △=b2−4ac=4k2+8 >0,所以抛物线 y=−x2+2kx+2 与 x 轴有2
个交点,故答案为:C.
【变式1-2】(2021九上·大庆期中)抛物线y=kx 2-7x-7的图象和x轴有交点,则k
的取值范围是( )
A.k>- B.k≥- 且k≠0
C.k≥- D.k>- 且k≠0
【答案】B
【解答】解:因为 y=kx2-7x-7为抛物线,所以k≠0;
因为
y=kx2-7x-7和图像有交点,
所以b2-4ac≥0
即(-7)2-4k·(-7)≥0
7
所以k≥- 。
4
7
综上,k≥- 且k≠0。
4
故答案为:B
【变式1-3】下列关于二次函数y=ax2-2ax+1(a>1)的图象与x轴交点的判断,下确
的是( )
A.没有交点
B.只有一个交点,且它位于y轴右侧
C.有两个交点,且它们均位于y轴左侧
D.有两个交点,且它们均位于y轴右侧
【答案】D
【解答】解:当y=0时,ax2-2ax+1=0,
∵a>1,∴△=4a2-4a=4a(a-1)>0,
∴方程ax2-2ax+1=0有两个实数根,则抛物线与x轴有两个交点,
2a±√4a(a−1)
∵x= >0,
2a∴抛物线与x轴的两个交点均在y轴的右侧,
故答案为:D
【例2】(2021九上·西城期中)已知抛物线y=(m﹣2)x2+2mx+m+3与x轴有两个交点.
(1)求m的取值范围;
(2)当m取满足条件的最大整数时,求抛物线与x轴两个交点的坐标.
4
【答案】(1)m<6且m≠2. (2)(﹣2,0),( − ,0)
3
【解答】(1)解:∵抛物线y=(m﹣2)x2+2mx+m+3与x轴有两个交点,
∴y=0时,(m﹣2)x2+2mx+m+3=0,则△=(2m)2﹣4×(m﹣2)×(m+3)>0,m
﹣2≠0,
解得m<6且m≠2.即m的取值范围是:m<6且m≠2.
(2)解:∵m<6且m≠2,∴m满足条件的最大整数是m=5.
4
∴y=3x2+10x+8.当y=0时,3x2+10x+8=0.解得 x =−2,x =− .
1 2 3
4
即抛物线与x轴有两个交点的坐标是:(﹣2,0),( − ,0).
3
【变式2-1】(2020九上·科尔沁左翼中旗期中)已知二次函数 y=x2−mx+m−2 .求
证:不论 m 为何实数,此二次函数的图像与 x 轴都有两个不同交点.
【答案】略
【解答】解: Δ=(−m) 2−4(m−2)=m2−4m+8=(m−2) 2+4 ,不论 m 为何值时,
都有 Δ>0 ,此时二次函数图象与 x 轴有两个不同交点.
【变式2-2】已知在平面直角坐标系中,二次函数y=x2+2x+2k﹣2的图象与x轴有两个交
点.
(1)求k的取值范围;
(2)当k取正整数时,请你写出二次函数y=x2+2x+2k﹣2的表达式,并求出此二次
函数图象与x轴的两个交点坐标.
3
【答案】(1)k< (2)(﹣2,0)和(0,0)
2
【解答】(1)解:∵图象与x轴有两个交点,
∴方程 x2+2x+2k−2=0 有两个不相等的实数根,
3
∴△=b2−4ac>0, 即 4−4(2k−2)>0, 解得 k< .
23
(2)解:∵k为正整数, k< .
2
∴k=1.
∴y=x2+2x 令y=0,得 x2+2x=0, 解得 x =−2,x =0,∴交点为(﹣2,0)和
1 2
(0,0)
【变式2-3】(2019九上·北京月考)如果抛物线 y=x2+2x+2k−4 与x轴有两个不同
的公共点.
(1)求k的取值范围;
(2)如果k为正整数,且该抛物线与x轴的公共点的横坐标都是整数,求k的值.
5
【答案】(1)k< (2)2
2
【解答】(1)解:根据题意得 △=22−4(2k−4)>0 ,
5
解得 k< ;
2
5
(2)解: ∵k< ,
2
∴ 正整数k的值为1,2,
当 k=1 时,抛物线解析式为 y=x2+2x−2 ,当 y=0 时, x2+2x−2=0 ,解得
x =−1+√3 , x =−1−√3 ,该抛物线与x轴的公共点的横坐标不是整数;
1 2
当 k=2 时,抛物线解析式为 y=x2+2x ,当 y=0 时, x2+2x=0 ,解得 x =0 ,
1
x =−2 ,该抛物线与x轴的公共点的横坐标为0和 −2 ,
2
∴k 的值为2.
【例3】(2021九上·渝中开学考)如图,抛物线 y=ax2 与直线 y=bx+c 的两个交点
坐标分别为 A(−2,4) , B(1,1) ,则方程 ax2=bx+c 的解是 .【答案】x =−2 , x =1
1 2
【解答】解: ∵ 抛物线 y=ax2 与直线 y=bx+c 的两个交点坐标分别为 A(−2,4)
, B(1,1) ,
{ y=ax2 {x =−2 {x =1
∴ 方程组 的解为 1 , 2 ,
y=bx+c y =4 y =1
1 2
即关于 x 的方程 ax2−bx−c=0 的解为 x =−2 , x =1 .
1 2
所以方程 ax2=bx+c 的解是 x =−2 , x =1
1 2
故答案为: x =−2 , x =1.
1 2
【变式3-1】(2021九上·龙山期末)如图,抛物线y=ax2与直线y=bx+c的两个交点坐
标分别为A(−2,4),B(1,1),则关于x的方程ax2−bx−c=0的解为
.
【答案】x=-2,x=1
1 2
【解答】解:∵抛物线y=ax2与直线y=bx+c的两个交点坐标分别为A(−2,4),
B(1,1),
{ y=ax2 {x =−2 {x =1
∴方程组 的解为 1 , 2 ,
y=bx+c y =4 y =1
1 2
即关于x的方程ax2−bx−c=0的解为x =−2,x =1.
1 2
故答案为:x=-2,x=1.
1 2
【变式3-2】(2021九上·定海期末)如图,将二次函数y=x2−m(其中m>0)的图象在x轴
下方的部分沿x轴翻折,图象的其余部分保持不变,形成新的图象记为y ,另有一次函数
1
y=x+2的图象记为y ,若y 与y 恰有两个交点时,则m的范围是 .
2 1 27
【答案】04
4
【解答】解:二次函数y=x2−m(其中m>0)的图象在x轴下方的部分沿x轴翻折得到的抛
物线解析式为:y=−x2+m,
∵直线y=x+2,当x=0时,y=2,当y=0时,x=−2,∴直线y=x+2与x轴交点为(−2,0),与
y轴的交点为(0,2),
(1)如下图,当抛物线经过点(−2,0)时,0=4−m,解得m=4,
观察图象可知,当m>4时,y 与y 恰有两个交点,
1 2
{ y=x+2 7
(2)由 得x2+x+2−m=0,当Δ=1−8+4m=0时,解得:m= ,
y=−x2+m 4
7
观察图象可知,当00
D.方程 ax2+bx+c=0 的正根在3与4之间
【答案】D
【解答】解:由图表可得,
0+3 3
该函数的对称轴是直线x= = ,有最大值,
2 2
∴抛物线开口向下,故A选项错误;
抛物线与y轴的交点为(0,1),故B选项错误;
x=-1和x=4时的函数值相等,则x=4时,y=-3<0,故C选项错误;
x=3时,y=1,x=4时,y=-3,方程ax2+bx+c=0的正根在3与4之间,故D选项正确.
故答案为:D.