【摘要】二次函數(shù)中的系數(shù)與圖象的關(guān)系問題,不僅是初中數(shù)學(xué)的重要內(nèi)容,同時(shí)也是一種重要的數(shù)學(xué)思想,這種思想貫穿初中和高中數(shù)學(xué),該知識點(diǎn)也是最近幾年中考的熱點(diǎn)和重點(diǎn),在中考中占有相當(dāng)重要的地位,而且常與其他知識點(diǎn)相結(jié)合進(jìn)行考查.解決這類問題的核心是要搞明白數(shù)與形之間的轉(zhuǎn)換問題.本文對中考數(shù)學(xué)中這類問題常用的解題技巧進(jìn)行梳理.
【關(guān)鍵詞】二次函數(shù)系數(shù);圖象;解題技巧
1 二次函數(shù)圖象與系數(shù)代數(shù)式的符號問題
在根據(jù)二次函數(shù)的圖象研究系數(shù)或者代數(shù)式問題時(shí),首先要明確的就是二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a≠0)(a,b,c是常數(shù))的系數(shù)對于圖象的影響,其中二次項(xiàng)系數(shù)a決定拋物線的開口大小和開口方向.另外還要注意對稱軸的位置,二次函數(shù)圖象與坐標(biāo)軸交點(diǎn)的位置,等等,這都是我們獲取系數(shù)或者代數(shù)式問題的關(guān)鍵信息.
例1 已知二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a≠0)的圖象如圖1所示,有下列5個(gè)結(jié)論:①abc>0;②9a+3b+c<0;③b2<4ac;④2c<3b;⑤a+b>m(am+b)(m≠1).其中正確的結(jié)論有( )
(A)1個(gè). (B) 2個(gè).
(C) 3個(gè). (D) 4個(gè).
解析 由圖1可知,a<0,b>0,c>0,所以abc<0.故①錯(cuò)誤.
因?yàn)閽佄锞€的對稱軸為直線x=1,且與x軸的一個(gè)交點(diǎn)在-1和0之間,所以拋物線與x軸的另一個(gè)交點(diǎn)在2和3之間,又因?yàn)閽佄锞€開口向下,所以當(dāng)x=3時(shí)函數(shù)值小于零,即9a+3b+c<0.故②正確.
因?yàn)閽佄锞€與x軸有兩個(gè)不同的交點(diǎn),所以b2-4ac>0,即b2>4ac.故③錯(cuò)誤.
因?yàn)楫?dāng)x=-1時(shí),函數(shù)值小于零,所以a-b+c<0.又因?yàn)閽佄锞€的對稱軸為直線x=1,所以-b2a=1,即a=-12b.所以-b2-b+c<0,即2c<3b.故④正確.
因?yàn)閽佄锞€的開口向下,且對稱軸為直線x=1,所以當(dāng)x=1時(shí),函數(shù)取得最大值為a+b+c,則對于拋物線上的任意一點(diǎn)(非頂點(diǎn)),其函數(shù)值必小于a+b+c,即a+b+c>am2+bm+c(m≠1),所以a+b>m(am+b)(m≠1).故⑤正確.故選(C).
2 二次函數(shù)圖象與點(diǎn)及對稱軸問題
利用二次函數(shù)圖象研究點(diǎn)以及對稱軸問題時(shí),要注意二次函數(shù)圖象中關(guān)于對稱軸對稱的每一對點(diǎn),它們的函數(shù)值是相等的;反之,若二次函數(shù)圖象中的兩個(gè)點(diǎn)的函數(shù)值一樣,則這兩個(gè)點(diǎn)關(guān)于對稱軸成軸對稱.另外,要注意二次函數(shù)與x軸的兩個(gè)交點(diǎn)是一對比較特殊的軸對稱點(diǎn).
例2 如圖2所示,拋物線y=ax2+bx+c(a,b,c為常數(shù),a≠0)與x軸交于點(diǎn)A(-3,0)、點(diǎn)B兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C(0,3),對稱軸為x=-1.
(1)求拋物線的表達(dá)式;
(2)M是拋物線上的點(diǎn)且在第二象限,連接AM,MC,AC,求△MAC面積的最大值.
解析 (1)因?yàn)閽佄锞€與x軸交于點(diǎn)A(-3,0)、點(diǎn)B兩點(diǎn),對稱軸為x=-1,
所以B(1,0),所以拋物線的解析式可設(shè)為y=a(x+3)(x-1),
把C(0,3)代入其中可得3=a×3×(-1),解得a=-1,
所以拋物線的解析式為y=-(x+3)(x-1),即y=-x2-2x+3.
(2)設(shè)直線AC的解析式為y=mx+n,
把A(-3,0),C(0,3)分別代入其中可得
-3m+n=0n=3,
解得m=1n=3,
所以直線AC的解析式為y=x+3.
過點(diǎn)M作MN∥y軸交AC于點(diǎn)N,如圖3所示,
設(shè)M(t,-t2-2t+3)(-3<t<0),則N(t,t+3),
所以MN=-t2-2t+3-(t+3)=-t2-3t,
所以S△MAC=12×3×(-t2-3t)=-32t2-92t,
因?yàn)镾△MAC=-32(t+32)2+278,
所以當(dāng)t=-32時(shí),S△MAC有最大值,最大值為278.
3 利用二次函數(shù)系數(shù)符號研究圖象問題
利用二次函數(shù)的系數(shù)符號研究圖象問題,這類問題主要是考查數(shù)形結(jié)合思想,在解決問題時(shí),要注意將題目中的“形與數(shù)”結(jié)合起來,融會貫通,找到兩者間的聯(lián)系,讓數(shù)促形,尤其要注意題目中給出的拋物線開口方向、關(guān)鍵點(diǎn)的坐標(biāo)位置,以及各項(xiàng)系數(shù)與圖象的對應(yīng)關(guān)系等,利用這些已知信息做出判斷,即可研究出相關(guān)圖象問題.
例3 已知二次函數(shù)y=ax2+bx+c滿足以下三個(gè)條件:①b2a>4c,②a-b+c<0,③b<c,則它的圖象可能是( )
(A) (B)
(C) (D)
解析 因?yàn)槎魏瘮?shù)y=ax2+bx+c滿足以下三個(gè)條件:①b2a>4c,②a-b+c<0,③b<c,所以由①可知:當(dāng)a>0時(shí)b2-4ac>0,則拋物線與x軸有兩個(gè)交點(diǎn),當(dāng)a<0時(shí)b2-4ac<0,則拋物線與x軸無交點(diǎn);由②可知:當(dāng)x=-1時(shí),y<0,由③可知:-b+c>0,因?yàn)閍-b+c<0,所以必須a<0,所以符合條件的有選項(xiàng)(C)和選項(xiàng)(D).由(C)的圖象可知,對稱軸直線x=-b2a>0,因?yàn)閍<0,所以b>0,拋物線交y的負(fù)半軸,c<0,則b>c;由(D)的圖象可知,對稱軸直線x=-b2a<0,因?yàn)閍<0,所以b<0,拋物線交y的負(fù)半軸,c<0,則有可能b<c,故滿足條件的圖象可能是(D).
4 結(jié)語
綜上所述,對于二次函數(shù)系數(shù)與圖象之間的關(guān)系問題,是初中的一個(gè)難點(diǎn)問題,涉及的知識點(diǎn)和方面也比較多,但是所有的考查點(diǎn)幾乎都與系數(shù)密切相關(guān),而且這類問題往往比較全面地考查學(xué)生對于二次函數(shù)知識點(diǎn)的掌握情況,因此在日常學(xué)習(xí)中,要牢牢抓住二次函數(shù)三個(gè)系數(shù)的各種性質(zhì),以及它們與圖象之間的內(nèi)在聯(lián)系,如此才可以在解決有關(guān)二次函數(shù)的圖象和性質(zhì)的題目時(shí)做到游刃有余.