二次函數(shù)
a.基本簡介
一般地,我們把形如y=ax2+bx+c(其中a,b,c是常數(shù),a≠0)的函數(shù)叫做二次函數(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。
b.主要特點(diǎn)
“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)中的字母表示的是變量,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.如同函數(shù)不等于函數(shù)關(guān)系。
折疊二次函數(shù)圖像與x軸交點(diǎn)的情況
當(dāng)Δ=b2-4ac>0時,函數(shù)圖像與x軸有兩個交點(diǎn)。
當(dāng)Δ=b2-4ac=0時,函數(shù)圖像與x軸只有一個交點(diǎn)。
當(dāng)Δ=b2-4ac<0時,函數(shù)圖像與x軸沒有交點(diǎn)。

c.圖像
在平面直角坐標(biāo)系(Plane rectangular coordinates)中作出二次函數(shù)y=ax2+bx+c的圖像,可以看出,二次函數(shù)的圖像是一條永無止境的拋物線。 如果所畫圖形準(zhǔn)確無誤,那么二次函數(shù)圖像將是由一般式y(tǒng)=ax2平移得到的。
注意:草圖要有 :
1. 本身圖像,旁邊注明函數(shù)。
2. 畫出對稱軸,并注明直線解析式 (x= -b/2a)
3. 與x軸交點(diǎn)坐標(biāo) (x?,0),(x?, 0),與Y軸交點(diǎn)坐標(biāo)(0,c),頂點(diǎn)坐標(biāo)[-b/2a, (4ac-b2)/4a].
d.軸對稱
二次函數(shù)圖像是軸對稱圖形。對稱軸為直線x=-b/2a.?
對稱軸與二次函數(shù)圖像唯一的交點(diǎn)為二次函數(shù)圖像的頂點(diǎn)P.?
特別地,當(dāng)b=0時,二次函數(shù)圖像的對稱軸是y軸(即直線x=0).?
當(dāng)a,b同號,即ab>0時,對稱軸在y軸左側(cè).
當(dāng)a,b異號,即ab<0時,對稱軸在y軸右側(cè).
e.頂點(diǎn)
二次函數(shù)圖像有一個頂點(diǎn)P,坐標(biāo)為P ( h,k ),即[-b/2a, (4ac-b2)/4a].
當(dāng)h=0時,P在y軸上;
當(dāng)k=0時,P在x軸上。
即可表示為頂點(diǎn)式y(tǒng)=a(x-h)2+k。
由一般式轉(zhuǎn)化為頂點(diǎn)式:h=-b/2a, k=(4ac-b2)/4a。
f.開口方向和大小
二次項系數(shù)a決定二次函數(shù)圖像的開口方向和大小。
當(dāng)a>0時,拋物線向上開口;當(dāng)a<0時,拋物線向下開口。
|a|越大,則二次函數(shù)圖像的開口越??;反之,則二次函數(shù)圖像的開口越大。
g.決定對稱軸的因素
二次項系數(shù)a和一次項系數(shù)b共同決定對稱軸的位置。

二次函數(shù)
當(dāng)a>0,與b同號時(即ab>0),對稱軸在y軸左側(cè)。 因為對稱軸在左邊則對稱軸小于0,也就是- b/2a<0,所以 b/2a要大于0,所以a、b要同號
當(dāng)a>0,與b異號時(即ab<0),對稱軸在y軸右側(cè)。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(dāng)a與b同號時(即ab>0),對稱軸在y軸左側(cè);當(dāng)a與b異號時(即ab<0 ),對稱軸在y軸右側(cè)。
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(diǎn)處(即x=0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,即 f`(0)=b,可通過對二次函數(shù)求導(dǎo)得到。?
h.決定與y軸交點(diǎn)
常數(shù)項c決定二次函數(shù)圖像與y軸交點(diǎn)。
二次函數(shù)圖像與y軸交于(0,c),即 f(0)=c
注意:頂點(diǎn)坐標(biāo)為(h,k), 與y軸交于(0,c)
i.
a<0且k>0或a>0且k<0時,二次函數(shù)圖像與x軸有2個交點(diǎn)。
k=0時,二次函數(shù)圖像與x軸只有1個交點(diǎn)。
a<0且k<0或a>0且k>0時,二次函數(shù)圖像與x軸無交點(diǎn)。
當(dāng)a>0時,函數(shù)在x=h處取得最小值ymin=k,在(h,+∞)范圍內(nèi)是單調(diào)遞增,在(-∞,h]范圍內(nèi)是單調(diào)遞減,二次函數(shù)圖像的開口向上,函數(shù)的值域是[k,+∞)
當(dāng)a<0時,函數(shù)在x=h處取得最大值ymax=k,在(-∞,h]范圍內(nèi)是單調(diào)遞增,在(h,+∞)范圍內(nèi)是單調(diào)遞減,二次函數(shù)圖像的開口向下,函數(shù)的值域是(-∞,k]
當(dāng)h=0時,拋物線的對稱軸是y軸,這時,函數(shù)是偶函數(shù)
j.性質(zhì)
定義域(domain):R
值域:當(dāng)a>0時:①[(4ac-b2)/4a, +∞);②[t, +∞)
當(dāng)a<0時:①(-∞, (4ac-b2)/4a];②(-∞,?t]
奇偶性:當(dāng)b=0時,函數(shù)為偶函數(shù);當(dāng)b≠0時,函數(shù)為非奇非偶函數(shù)?。
周期性:無
解析式:
①y=ax2+bx+c [一般式](a≠0)
⑴a≠0
⑵a>0,則拋物線開口朝上;
a<0,則拋物線開口朝下;
⑶極值點(diǎn)(頂點(diǎn)):[-b/2a,(4ac-b2)/4a];
⑷Δ=b2-4ac(判別式)
Δ>0,圖象與x軸交于兩點(diǎn):
([-b-√Δ]/2a,0)和([-b+√Δ]/2a,0);
Δ=0,圖象與x軸交于一點(diǎn):
(-b/2a,0);
Δ<0,圖象與x軸無交點(diǎn);
特殊地,當(dāng)Δ=4,頂點(diǎn)與兩零點(diǎn)圍成的三角形為等腰直角三角形;
當(dāng)Δ=12,頂點(diǎn)與兩零點(diǎn)圍成的三角形為等邊三角形。
②y=a(x-h)2+k [頂點(diǎn)式](a≠0)
此時,對應(yīng)極值點(diǎn)為(h,k),其中h=-b/2a,k=(4ac-b2)/4a
③y=a(x-x?)(x-x?) [交點(diǎn)式(雙根式)](a≠0)
對稱軸X=(X?+X?)/2 當(dāng)a>0 且X≧(X1+X2)/2時,Y隨X的增大而增大,當(dāng)a>0且X≤(X?+X?)/2時Y隨X的增大而減小。此時,
x?、x?即為函數(shù)與X軸的兩個交點(diǎn),將X、Y代入即可求出解析式(一般與一元二次方程連用)。
交點(diǎn)式是Y=A(X-X?)(X-X?) 知道兩個x軸交點(diǎn)和另一個點(diǎn)坐標(biāo)設(shè)交點(diǎn)式。兩交點(diǎn)X值就是相應(yīng)X? X?值。
增減性
當(dāng)a>0且y在對稱軸右側(cè)時,y隨x增大而增大,y在對稱軸左側(cè)則相反,同增同減。
當(dāng)a<0且y在對稱軸右側(cè)時,y隨x增大而減小,y在對稱軸左側(cè)則相反,大小小大。
最值
當(dāng)a>0時,函數(shù)有最小值(4ac-b2)/4a。
當(dāng)a<0時,函數(shù)有最大值(4ac-b2)/4a。
k.分類
一般式
y=ax2+bx+c (a≠0,a、b、c為常數(shù)),頂點(diǎn)坐標(biāo)為 [-b/2a,(4ac-b2)/4a]
把三個點(diǎn)代入式子得出一個二元一次方程組,就能解出a、b、c的值。
折疊頂點(diǎn)式
y=a(x-h)2+k (a≠0,a、h、k為常數(shù)), 頂點(diǎn)坐標(biāo)為(h,k),對稱軸為x=h,頂點(diǎn)的位置特征和圖像的開口方向與函數(shù)y=ax2的圖像相同,有時題目會指出讓你用配方法把一般式化成頂點(diǎn)式。
例:已知二次函數(shù)y的頂點(diǎn)(1,2)和另一任意點(diǎn)(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。
折疊交點(diǎn)式
y=a(x-x?)(x-x?) (a≠0) [僅限于與x軸即y=0有交點(diǎn)A(x?,0)和 B(x?,0)的拋物線,即判別式Δ=b2-4ac≥0] .
已知拋物線與x軸即y=0有交點(diǎn)A(x?,0)和 B(x?,0),我們可設(shè)y=a(x-x?)(x-x?),然后把第三點(diǎn)代入x、y中便可求出a。
由一般式變?yōu)榻稽c(diǎn)式的步驟:

二次函數(shù)
∵由韋達(dá)定理得:
x?+x?=-b/a;x1·x2=c/a
∴y=ax2+bx+c
=a(x2+b/ax+c/a)
=a(x+b/a)(x-c/a)
令y=0,則解得x?=-b/a, x?=c/a.?
重要概念: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<0時,開口方向向下。a的絕對值可以決定開口大小。a的絕對值越大開口就越小,a的絕對值越小開口就越大。
其他知識介紹:牛頓插值公式
由此可引導(dǎo)出交點(diǎn)式的系數(shù)a=y/(x-x?)(x-x?) [y為截距],二次函數(shù)表達(dá)式的右邊通常為二次三項式。