楊紹平
二次函數(shù)知識是每年中考的重點知識,是每卷必考的內(nèi)容,主要考查二次函數(shù)的概念、圖像、性質(zhì)及應(yīng)用,主要是為了考查同學們的綜合運用能力及解決實際問題的能力。其中,函數(shù)的實際應(yīng)用以及其與幾何、方程所組成的綜合題是中考的熱點問題。
下面結(jié)合具體例題談?wù)劧魏瘮?shù)的解題策略。
一、確定函數(shù)解析式
例1 已知二次函數(shù)的圖像經(jīng)過點(2,0)、(-4,0)、(-1,9),求此函數(shù)的解析式。
【解析】方法一:待定系數(shù)法。設(shè)函數(shù)解析式為y=ax2+bx+c(a≠0),將點(2,0)、(-4,0)、(-1,9)代入可求得y=-x2-2x+8。
方法二:交點式法。設(shè)函數(shù)解析式為y=a(x-x1)(x-x2)(a≠0),將點(2,0)、(-4,0)代入得y=a(x-2)(x+4),再將點(-1,9)代入可求得y=-(x-2)(x+4)。
方法三:頂點式法。由函數(shù)圖像經(jīng)過點(2,0)、(-4,0)可得函數(shù)圖像的對稱軸為直線x=-1,從而得到點(-1,9)就是函數(shù)圖像的頂點,于是設(shè)y=a(x+1)2+9,再將點(2,0)或(-4,0)代入得:y=-(x+1)2+9。
【點評】二次函數(shù)解析式可以通過待定系數(shù)法、交點式法、頂點式法等多種方法來解決,解題時選擇適當?shù)姆椒〞_到事半功倍的效果。
二、函數(shù)圖像與性質(zhì)
例2 已知二次函數(shù)y=2(x-1)(x-m-3)(m為常數(shù))。
(1)求證:不論m為何值,該函數(shù)的圖像與x軸總有公共點;
(2)當m取什么值時,該函數(shù)的圖像與y軸的交點在x軸的上方?
【解析】(1)方法一:根的判別式法??吹健岸魏瘮?shù)的圖像與x軸總有公共點”的個數(shù)問題自然聯(lián)想到計算“b2-4ac=4m2+16m+16=4(m+2)2”,所以不論m為何值,關(guān)于x的一元二次方程2(x-1)(x-m-3)=0總有實數(shù)根,進而判斷二次函數(shù)的圖像與x軸總有公共點。
方法二:交點式法。要求二次函數(shù)y=2(x-1)(x-m-3)(m為常數(shù))的圖像與x軸的公共點個數(shù)問題,即求關(guān)于x的一元二次方程2(x-1)(x-m-3)=0(m為常數(shù))的實數(shù)根的問題,此題很顯然得到方程的解x1=1,x2=m+3。當m+3=1,即m=-2時,方程有兩個相等的實數(shù)根;當m+3≠1,即m≠-2時,方程有兩個不相等的實數(shù)根。故不論m為何值,該函數(shù)的圖像與x軸總有公共點。
而有些問題需要通過變形才能得到交點式,如:
已知二次函數(shù)y=a(x-m)2-a(x-m)(a、m為常數(shù),且a≠0)。
求證:不論a與m為何值,該函數(shù)的圖像與x軸總有兩個公共點。
此時若用根的判別式的方法進行證明就顯得比較麻煩,而若想得到二次函數(shù)的交點式,此題計算就比較簡單:y=a(x-m)2-a(x-m)=a(x-m)(x-m-1)。
(2)由題意得:只需求出圖像與y軸的交點的縱坐標即可。即當x=0時,y=2(x-1)(x-m-3)=2m+6,所以該函數(shù)的圖像與y軸交點的縱坐標為2m+6,故當2m+6>0,即m>-3時,該函數(shù)的圖像與y軸的交點在x軸的上方。
【點評】二次函數(shù)圖像與x軸交點個數(shù)問題可以轉(zhuǎn)化為一元二次方程的根的個數(shù)問題,從而可以用“根的判別式”這一通性通法加以解決,而有些題目也可從“形”的角度(函數(shù)的圖像)來解決。如:
已知二次函數(shù)y=x2-2mx+m2+3(m是常數(shù))。
求證:不論m為何值,該函數(shù)的圖像與x軸沒有公共點。
由于y=x2-2mx+m2+3=(x-m)2+3,
又a=1>0,函數(shù)圖像開口向上,當x=m時,y最小值=3。
所以不論m為何值,該函數(shù)的圖像與x軸沒有公共點。
三、函數(shù)的實際應(yīng)用
例3 某商品的進價是每件40元,原售價每件60元。在進行不同程度的漲價后,統(tǒng)計了商品調(diào)價當天的售價和利潤情況,以下是部分數(shù)據(jù):
[售價(元/件) 60 61 62 63 … 利潤(元) 6000 6090 6160 6210 … ]
(1)當售價為每件60元時,當天可售出件;
當售價為每件61元時,當天可售出件。
(2)若對該商品原售價每件漲價x元(x為正整數(shù))時,當天售出該商品的利潤為y元。
①用所學過的函數(shù)知識直接寫出y與x滿足的函數(shù)表達式:。
②如何定價才能使當天的銷售利潤不低于6200元?
【解析】(1)根據(jù)“銷售量=總利潤÷每件利潤”可得:當售價為每件60元時,當天可售出300件;當售價為每件61元時,當天可售出290件。
(2)①根據(jù)“總利潤=每件利潤×銷售量”可得:
y=(60-40+x)(300-10x)=-10x2+100x+6000=-10(x-5)2+6250。
②題目要求使當天的銷售利潤不低于6200元,即y≥6200,當y=6200時,
-10(x-5)2+6250=6200。
解得x1=5-[5],x2=5+[5]。
由-10<0,得該二次函數(shù)的圖像開口向下。
所以當y≥6200時,5-[5]≤x≤5+[5]。
即當y≥6200時,3≤x≤7(x為正整數(shù))。
故定價為:63,64,65,66,67。
【點評】該題利用了二次函數(shù)模型進行解決。函數(shù)是解決實際問題的有效模型,利用二次函數(shù)解決實際問題往往經(jīng)歷:找到題目中的兩個變量;尋找變量之間的等量關(guān)系;依據(jù)變量之間的等量關(guān)系列出函數(shù)關(guān)系式;利用配方等方法求出頂點進而求出最值;回到實際問題進行檢驗。
四、函數(shù)的幾何應(yīng)用
例4 如圖1,已知矩形ABCD中,A(3,2),B(3,-4),C(5,-4),點E是直線AB與x軸的交點,拋物線y=ax2+bx-3過點E,且頂點F的橫坐標為1,點M是直線CD與x軸的交點。
圖1
(1)求a,b的值。
(2)請你探索在矩形ABCD的四條邊上,是否存在點P,使得三角形AFP是等腰三角形?如果存在,求出點P的坐標;如果不存在,請說明理由。
(3)拋物線上是否存在點Q在∠EMC的平分線上?如果存在,求出點Q的坐標;如果不存在,請說明理由。
【解析】(1)由題意得E(3,0),[-b2a]=1,
由[9a+3b-3=0,b+2a=0,]得[a=1,b=-2。]所以a=1,b=-2。
(2)要使三角形AFP是等腰三角形,只要兩條邊相等,故分為PA=PF,AF=AP,AF=FP三種情況:
①當PA=PF時(如圖2),點P在線段AF的垂直平分線上。
(i)方法一:設(shè)P1是線段AF的垂直平分線與AB的交點,
設(shè)BP1=x,由FP12=AP12可得x2+22=(6-x)2,得x=[83],
得點P1的坐標為(3,[-43])。
圖2
方法二:設(shè)H是線段AF的垂直平分線與AF的交點,
由△AHP1∽△ABF可得AP1=[103],
可得點P1的坐標為(3,[-43])。
(ii)方法一:設(shè)P2是線段AF的垂直平分線與CD的交點,
設(shè)CP2=y,由FP22=AP22可得y2+42=(6-y)2+22,得y=2,
得點P2的坐標為(5,-2)。
方法二:設(shè)K是線段AF的垂直平分線與FC的延長線的交點,
由△KBP1∽△ABF可得KB=8,KC=6,CP2=2,可得點P2的坐標為(5,-2)。
②當AF=AP時(如圖3),點P與點C重合,此時,點P的坐標為(5,-4)。
③當AF=FP時(如圖3),
設(shè)CP=m,可得m2+42=62+22,得m=[26],得點P的坐標為(5,[26]-4)。
圖3
所以,點P的坐標為(3,[-43])或(5,
-2)或(5,-4)或(5,[26]-4)。
(3)存在。
由(1)得y=x2-2x-3。
由于點Q在∠EMC的平分線上,即點Q到x軸和直線CD的距離相等。
令-(x2-2x-3)=5-x(x≥5時,不合題意),即x2-3x+2=0。
解得x=1或x=2。
所以點Q的坐標分別為(1,-4),(2,-3)。
【點評】本題是二次函數(shù)的綜合題型,其中涉及的知識點有運用待定系數(shù)法求拋物線的解析式、等腰三角形的性質(zhì)、相似三角形、勾股定理、角平分線的判定等,綜合性較強。運用數(shù)形結(jié)合、分類討論及方程思想是解題的關(guān)鍵。
總之,二次函數(shù)知識點較多,解題策略錯綜復雜,我們必須在平時解題中總結(jié)方法,真正達到“做一題,通一片”的效果。
(作者單位:江蘇省溧水高級中學附屬初級中學)