湘教版(2019)高中数学必修第一册 2.2 从函数观点看一元二次方程(课件(41张)+学案)

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湘教版(2019)高中数学必修第一册 2.2 从函数观点看一元二次方程(课件(41张)+学案)

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(共41张PPT)
2.2 从函数观点看一元二次方程
会结合一元二次函数的图象,判断一元二次方程实根的存在性及实根的个数,了解函数零点与方程根的关系.
课标要求
素养要求
从函数的观点研究一元二次方程根的情况,体会直观想象及数学抽象素养.
课前预习
课堂互动
分层训练
内容索引
课前预习
知识探究
1
1.一元二次方程与对应的二次函数之间的关系
判别式 Δ=b2-4ac Δ>0 Δ=0 Δ<0
二次函数 y=ax2+bx+c (a>0)的图象
一元二次方程 ax2+bx+c=0 (a>0)的根 有两个______实根x1,x2(x1相异
相等
2.二次函数的零点
一般地,我们把使得ax2+bx+c=0(a≠0)成立的实数x叫做二次函数y=ax2+bx+c的______.
一元二次方程ax2+bx+c=0的实根就是二次函数y=ax2+bx+c的______,也就是函数y=ax2+bx+c的图象与x轴交点的________.
零点
零点
横坐标
1.思考辨析,判断正误
×
(2)一元二次方程x2+x+3=0有两个不等的实数根.( )
提示 ∵Δ=1-12=-11<0,此方程无实数根.
×

2.已知二次函数y=x2-2x-8,则它的零点为________.
解析 由x2-2x-8=0得(x-4)(x+2)=0,解得x1=4,x2=-2.
-2,4
3.二次函数y=ax2+bx的图象恒过点________.
解析 因为二次函数中常数项c=0,故恒过点(0,0).
(0,0)
x2-2x-3=0
4.若一个一元二次方程的两根为-1,3,则这个一元二次方程可以为___________.
课堂互动
题型剖析
2
题型一 二次函数的零点问题
【例1】 若二次函数y=x2-2x-3-a有两个不同的零点,求a的取值范围.
解 法一 由二次函数有两个不同的零点知
方程x2-2x-3-a=0有两个不同的解,
由Δ=4+4(3+a)>0,
解之得a>-4.
所以实数a的取值范围是(-4,+∞).
法二 令y1=x2-2x-3,y2=a.
作出函数的图象如图所示.
∵y1与y2的图象交点个数即为方程x2-2x-3=a的解的个数,
由图可知,当a<-4时,y1与y2的图象无交点,即方程x2-2x-3=a无实根;
当a=-4时,y1与y2的图象有一个交点,即方程x2-2x-3=a有一个实根;
当a>-4时,y1与y2的图象有两个交点,即方程x2-2x-3=a有两个实根.
综上所述,当方程x2-2x-3=a有两个不相等的实数解时,实数a的取值范围是(-4,+∞).
根据题意,可转化成两个函数的图象交点问题,即二次函数y=x2-2x-3与常数函数y=a的图象有两不同的交点,从而用数形结合进行求解.
思维升华
【训练1】 已知y=1-(x-a)(x-b),并且m,n是方程1-(x-a)(x-b)=0的两根,则实数a,b,m,n的大小关系可能是(  )
A.m解析 由y=1-(x-a)·(x-b)可知,二次函数y的开口向下,且当x=a与x=b时y=1>0.
∵m,n是方程1-(x-a)(x-b)=0的两根,
∴当x=m与x=n时,y=0.
由y=1-(x-a)(x-b)的图象(如图所示)可知,
实数a,b,m,n的关系可能是mA
题型二 求二次函数的解析式
【例2】 根据下列条件,求二次函数的解析式.
(1)图象过点(2,0),(4,0),(0,3);
解 由题意,设二次函数的解析式为y=a(x-2)(x-4),
∴y=ax2-6ax+8a,
∵图象过点(0,3),
(2)图象的顶点为(1,2),且过点(0,4);
(3)图象过点(1,1),(0,2),(3,5).
解 (2)由题意,设二次函数的解析式为y=a(x-1)2+2,
∴y=ax2-2ax+a+2,
∵图象过点(0,4),∴a+2=4,解得a=2.
∴二次函数的解析式为y=2(x-1)2+2,即y=2x2-4x+4.
(3)由题意,设二次函数的解析式为y=ax2+bx+c,
∴二次函数的解析式为y=x2-2x+2.
先根据问题中给出的条件选用恰当的解析式,再用待定系数法求解.
思维升华
【训练2】 已知二次函数y=ax2+bx+c,当x=2或-1时y=-1,且y=ax2+bx+c的最大值是8,试确定此二次函数的解析式.
解 法一 利用二次函数的一般式求解.
∴所求二次函数的解析式为y=-4x2+4x+7.
又函数的最大值为8,
题型三 二次方程的根的分布问题
【例3】 已知方程x2+2mx-m+12=0的两实数根都大于2,求实数m的取值范围.
解 法一 设方程x2+2mx-m+12=0的两实数根为x1,x2,由题意知:
法二 设函数y=x2+2mx-m+12,则
与一元二次方程的根有关的问题可以转化为二次函数图象与x轴的位置关系进行解决.主要考虑判别式Δ的符号、对称轴的位置和端点处的函数值,当然要注意条件的等价转化.
思维升华
【训练3】 m为何值时,关于x的方程8x2-(m-1)x+m-7=0的两实数根均在区间(0,1)内?
解 令y=8x2-(m-1)x+m-7,
且在x=0处及x=1处的函数值均大于0,
即当m∈(7,9]时方程的两实数根均在区间(0,1)内.
1.通过本节课的学习,体会直观想象及数学抽象素养.
2.对于函数y=ax2+bx+c,若它是二次函数,则必须满足a≠0.当题目条件中未说明a≠0时,就要分a=0和a≠0两种情况讨论.
3.求二次函数的解析式一般采用待定系数法.当抛物线过三点时,可选用一般式;当已知条件与顶点坐标和对称轴有关时,可选用顶点式;当已知条件与x轴的交点坐标有关时,可选用零点式.
4.在利用数形结合的思想解决与二次函数图象有关的问题时,只需要画出二次函数的大致图象(开口方向、对称轴、与坐标轴的交点、特殊点)即可. 
课堂小结
分层训练
素养提升
3
一、选择题
1.函数y=4x2+4x+3的零点个数是(  )
A.0 B.1
C.2 D.无法确定
解析 由y=4x2+4x+3知对应的方程为4x2+4x+3=0,无实数根,故零点的个数为0.
A
2.函数y=x2-a有两个零点,则a的取值范围是(  )
A.[0,+∞) B.(-∞,0)
C.(0,+∞) D.(-∞,0]
解析 由x2-a=0有两个解得a=x2,
令y1=a,y2=x2结合图象可知a>0满足条件.
C
3.函数y=2x2+bx+c的两个零点为-2,1,则函数的解析式为(  )
A.y=2x2-2x-4 B.y=2x2+2x-4
C.y=2x2-2x+4 D.y=2x2+2x+4
解析 由题知2x2+bx+c=0的两根为-2,1,
B
∴y=2x2+2x-4.
4.二次函数y=ax2+bx-2图象过点(1,4)和(-2,-2),则二次函数的解析式为(  )
A.y=2x2-4x-2 B.y=x2+2x-2
C.y=x2+4x-2 D.y=2x2+4x-2
D
∴解析式为y=2x2+4x-2.
5.关于x的方程7x2-(m+13)x-m-2=0的一个根在(0,1)内,另一根在(1,2)内,则实数m的取值范围为(  )
A.(-4,-2) B.(-3,-2)
C.(-4,0) D.(-3,1)
A
二、填空题
6.若将函数y=f(x)的图象先向左平移1个单位,再向上平移2个单位得到函数y=x2的图象,则函数f(x)的解析式为____________________.
y=x2-2x-1
解析 由y=x2的图象向下平移2个单位得y=x2-2,再将图象向右平移一个单位得y=(x-1)2-2=x2-2x-1.
7.已知二次函数的图象经过点(1,4),且与x轴的交点为(-1,0)和(3,0),则该函数的解析式是________________.
y=-x2+2x+3
解析 设二次函数的解析式为y=a(x+1)(x-3)(a≠0),
将点(1,4)代入得a=-1.
故y=-x2+2x+3.
8.二次函数y=x2-ax+(a2+2)的零点的个数为________个.
解析 由题知Δ=a2-4(2+a2)=-3a2-8<0,故零点的个数为0.
0
三、解答题
9.已知抛物线过点(-1,0),(2,7),(1,4),求其解析式.
解 设抛物线的解析式为y=ax2+bx+c(a≠0),
∵抛物线过点(-1,0),(2,7),(1,4)代入解析式得
10.已知方程x2+(2m-3)x+m2-15=0的两个根一个大于-2,一个小于-2,求实数m的取值范围.
解 设函数y=x2+(2m-3)x+m2-15,
则由题意:
Δ=(2m-3)2-4(m2-15)>0,且x=-2时,y<0,
∴m的取值范围为(-1,5).
11.已知二次函数y=ax2+bx+c满足a>b>c,且a+b+c=0,那么它的图象可能是下图中的(  )
A
解析 因为a>b>c,且a+b+c=0知a>0,c<0,
排除B,C,又∵a+b+c=0,
∴图象过(1,0)点,故选A.
12.二次函数y=2x2+4x-3的对称轴为________,若P(a,m),Q(b,m)是二次函数上的两个不同点,则a+b=________.
解析 易知对称轴为x=-1,又P,Q两点关于对称轴对称,则a+b=-2.
x=-1
-2
13.已知二次函数的图象经过点(2,-3),且与x轴交点的横坐标是-1和3.
(1)求二次函数的解析式;
(2)用配方法求出该二次函数图象的对称轴和顶点坐标;
解 (1)设二次函数的解析式为
y=a(x+1)(x-3)(a≠0),
把点(2,-3)代入得-3=a(2+1)(2-3),
∴a=1,∴解析式为y=x2-2x-3.
(2)由y=x2-2x-3=(x-1)2-4得
对称轴为x=1,顶点坐标为(1,-4).
(3)画出草图,观察图象,当x取何值时,函数值y小于零?当x取何值时,y随x的增大而减小?
解 草图如图所示,
易知x∈(-1,3)时y小于零,x∈(-∞,1]时y随x的增大而减小.
14.(多选题)二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象如图所示,则下列选项正确的是(  )
A.b2-4ac<0 B.ab>0
C.a-b+c=0 D.4a+b=0
解析 由图知,图象与x轴有两个交点故Δ>0,故A错;
CD2.2 从函数观点看一元二次方程
课标要求 素养要求
会结合一元二次函数的图象,判断一元二次方程实根的存在性及实根的个数,了解函数零点与方程根的关系. 从函数的观点研究一元二次方程根的情况,体会直观想象及数学抽象素养.
INCLUDEPICTURE "../课前预习.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../课前预习.TIF" \* MERGEFORMAT
自主梳理
1.一元二次方程与对应的二次函数之间的关系
判别式Δ=b2-4ac Δ>0 Δ=0 Δ<0
二次函数y=ax2+bx+c(a>0)的图象 INCLUDEPICTURE "../B4.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../B4.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../B5.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../B5.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../B6.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../B6.TIF" \* MERGEFORMAT
一元二次方程ax2+bx+c=0(a>0)的根 有两个相异实根x1,x2(x12.二次函数的零点
一般地,我们把使得ax2+bx+c=0(a≠0)成立的实数x叫做二次函数y=ax2+bx+c的零点.
一元二次方程ax2+bx+c=0的实根就是二次函数y=ax2+bx+c的零点,也就是函数y=ax2+bx+c的图象与x轴交点的横坐标.
自主检验
1.思考辨析,判断正误
(1)二次函数y=ax2+bx+c(x∈R),当x=-时,y取得最小值为.(×)
提示 因二次函数的开口方向不确定,无法确定当x=-时y取得的值是最大值还是最小值.
(2)一元二次方程x2+x+3=0有两个不等的实数根.(×)
提示 ∵Δ=1-12=-11<0,此方程无实数根.
(3)一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的根与系数的关系为x1+x2=-,x1x2=.(√)
2.已知二次函数y=x2-2x-8,则它的零点为________.
答案 -2,4
解析 由x2-2x-8=0得(x-4)(x+2)=0,解得x1=4,x2=-2.
3.二次函数y=ax2+bx的图象恒过点________.
答案 (0,0)
解析 因为二次函数中常数项c=0,故恒过点(0,0).
4.若一个一元二次方程的两根为-1,3,则这个一元二次方程可以为________.
答案 x2-2x-3=0
解析 由根与系数关系得x1+x2=-=2,x1x2==-3,方程为x2-2x-3=0.
INCLUDEPICTURE "../课堂互动.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../课堂互动.TIF" \* MERGEFORMAT
题型一 二次函数的零点问题
【例1】 若二次函数y=x2-2x-3-a有两个不同的零点,求a的取值范围.
解 法一 由二次函数有两个不同的零点知
方程x2-2x-3-a=0有两个不同的解,
由Δ=4+4(3+a)>0,
解之得a>-4.
所以实数a的取值范围是(-4,+∞).
法二 令y1=x2-2x-3,y2=a.
作出函数的图象如图所示.
INCLUDEPICTURE "../B7.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../B7.TIF" \* MERGEFORMAT
∵y1与y2的图象交点个数即为方程x2-2x-3=a的解的个数,
由图可知,当a<-4时,y1与y2的图象无交点,即方程x2-2x-3=a无实根;
当a=-4时,y1与y2的图象有一个交点,即方程x2-2x-3=a有一个实根;
当a>-4时,y1与y2的图象有两个交点,即方程x2-2x-3=a有两个实根.
综上所述,当方程x2-2x-3=a有两个不相等的实数解时,实数a的取值范围是(-4,+∞).
思维升华 根据题意,可转化成两个函数的图象交点问题,即二次函数y=x2-2x-3与常数函数y=a的图象有两不同的交点,从而用数形结合进行求解.
【训练1】 已知y=1-(x-a)(x-b),并且m,n是方程1-(x-a)(x-b)=0的两根,则实数a,b,m,n的大小关系可能是(  )
A.mC.a答案 A
解析 由y=1-(x-a)·(x-b)可知,二次函数y的开口向下,且当x=a与x=b时y=1>0.
∵m,n是方程1-(x-a)(x-b)=0的两根,
∴当x=m与x=n时,y=0.
由y=1-(x-a)(x-b)的图象(如图所示)可知,实数a,b,m,n的关系可能是mINCLUDEPICTURE "../B8.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../B8.TIF" \* MERGEFORMAT
题型二 求二次函数的解析式
【例2】 根据下列条件,求二次函数的解析式.
(1)图象过点(2,0),(4,0),(0,3);
(2)图象的顶点为(1,2),且过点(0,4);
(3)图象过点(1,1),(0,2),(3,5).
解 (1)由题意,设二次函数的解析式为
y=a(x-2)(x-4),
∴y=ax2-6ax+8a,
∵图象过点(0,3),
∴8a=3,解得a=.
∴二次函数的解析式为y=(x-2)(x-4),
即y=x2-x+3.
(2)由题意,设二次函数的解析式为y=a(x-1)2+2,
∴y=ax2-2ax+a+2,
∵图象过点(0,4),∴a+2=4,解得a=2.
∴二次函数的解析式为y=2(x-1)2+2,
即y=2x2-4x+4.
(3)由题意,设二次函数的解析式为y=ax2+bx+c,
则有
∴二次函数的解析式为y=x2-2x+2.
思维升华 先根据问题中给出的条件选用恰当的解析式,再用待定系数法求解.
【训练2】 已知二次函数y=ax2+bx+c,当x=2或-1时y=-1,且y=ax2+bx+c的最大值是8,试确定此二次函数的解析式.
解 法一 利用二次函数的一般式求解.
由题意得解得
∴所求二次函数的解析式为y=-4x2+4x+7.
法二 利用二次函数的顶点式求解.
设y=a(x-m)2+n(a≠0),由题意得抛物线的对称轴为直线x==,即m=.
又函数的最大值为8,
∴n=8,∴y=a+8.
∵当x=2时,y=-1,
∴a+8=-1,
解得a=-4.
∴所求二次函数的解析式为y=-4+8=-4x2+4x+7.
题型三 二次方程的根的分布问题
【例3】 已知方程x2+2mx-m+12=0的两实数根都大于2,求实数m的取值范围.
解 法一 设方程x2+2mx-m+12=0的两实数根为x1,x2,由题意知:

解得所以-所以实数m的取值范围是.
法二 设函数y=x2+2mx-m+12,则

所以-所以实数m的取值范围是.
思维升华 与一元二次方程的根有关的问题可以转化为二次函数图象与x轴的位置关系进行解决.主要考虑判别式Δ的符号、对称轴的位置和端点处的函数值,当然要注意条件的等价转化.
【训练3】 m为何值时,关于x的方程8x2-(m-1)x+m-7=0的两实数根均在区间(0,1)内?
解 令y=8x2-(m-1)x+m-7,
要使两实根均在区间(0,1)内,则有Δ≥0,对称轴0<<1,
且在x=0处及x=1处的函数值均大于0,
即解之得7即当m∈(7,9]时方程的两实数根均在区间(0,1)内.
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1.通过本节课的学习,体会直观想象及数学抽象素养.
2.对于函数y=ax2+bx+c,若它是二次函数,则必须满足a≠0.当题目条件中未说明a≠0时,就要分a=0和a≠0两种情况讨论.
3.求二次函数的解析式一般采用待定系数法.当抛物线过三点时,可选用一般式;当已知条件与顶点坐标和对称轴有关时,可选用顶点式;当已知条件与x轴的交点坐标有关时,可选用零点式.
4.在利用数形结合的思想解决与二次函数图象有关的问题时,只需要画出二次函数的大致图象(开口方向、对称轴、与坐标轴的交点、特殊点)即可.                  
INCLUDEPICTURE "../分层训练.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../分层训练.TIF" \* MERGEFORMAT
INCLUDEPICTURE "../基础达标.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../基础达标.tif" \* MERGEFORMAT
一、选择题
1.函数y=4x2+4x+3的零点个数是(  )
A.0 B.1
C.2 D.无法确定
答案 A
解析 由y=4x2+4x+3知对应的方程为4x2+4x+3=0,无实数根,故零点的个数为0.
2.函数y=x2-a有两个零点,则a的取值范围是(  )
A.[0,+∞) B.(-∞,0)
C.(0,+∞) D.(-∞,0]
答案 C
解析 由x2-a=0有两个解得a=x2,
令y1=a,y2=x2结合图象可知a>0满足条件.
3.函数y=2x2+bx+c的两个零点为-2,1,则函数的解析式为(  )
A.y=2x2-2x-4 B.y=2x2+2x-4
C.y=2x2-2x+4 D.y=2x2+2x+4
答案 B
解析 由题知2x2+bx+c=0的两根为-2,1,
∴由韦达定理可知解之得
∴y=2x2+2x-4.
4.二次函数y=ax2+bx-2图象过点(1,4)和(-2,-2),则二次函数的解析式为(  )
A.y=2x2-4x-2 B.y=x2+2x-2
C.y=x2+4x-2 D.y=2x2+4x-2
答案 D
解析 把点(1,4)和(-2,-2)分别代入y=ax2+bx-2得解之得
∴解析式为y=2x2+4x-2.
5.关于x的方程7x2-(m+13)x-m-2=0的一个根在(0,1)内,另一根在(1,2)内,则实数m的取值范围为(  )
A.(-4,-2) B.(-3,-2)
C.(-4,0) D.(-3,1)
答案 A
解析 设y=7x2-(m+13)x-m-2,要使一根在(0,1)内,另一根在(1,2)内,结合图象则必有解之得-4二、填空题
6.若将函数y=f(x)的图象先向左平移1个单位,再向上平移2个单位得到函数y=x2的图象,则函数f(x)的解析式为________.
答案 y=x2-2x-1
解析 由y=x2的图象向下平移2个单位得y=x2-2,再将图象向右平移一个单位得y=(x-1)2-2=x2-2x-1.
7.已知二次函数的图象经过点(1,4),且与x轴的交点为(-1,0)和(3,0),则该函数的解析式是________.
答案 y=-x2+2x+3
解析 设二次函数的解析式为y=a(x+1)(x-3)(a≠0),
将点(1,4)代入得a=-1.
故y=-x2+2x+3.
8.二次函数y=x2-ax+(a2+2)的零点的个数为________个.
答案 0
解析 由题知Δ=a2-4(2+a2)=-3a2-8<0,故零点的个数为0.
三、解答题
9.已知抛物线过点(-1,0),(2,7),(1,4),求其解析式.
解 设抛物线的解析式为y=ax2+bx+c(a≠0),
∵抛物线过点(-1,0),(2,7),(1,4)代入解析式得
解之得
故解析式为y=x2+2x+.
10.已知方程x2+(2m-3)x+m2-15=0的两个根一个大于-2,一个小于-2,求实数m的取值范围.
解 设函数y=x2+(2m-3)x+m2-15,
则由题意:
Δ=(2m-3)2-4(m2-15)>0,且x=-2时,y<0,
即解得-1∴m的取值范围为(-1,5).
INCLUDEPICTURE "../能力提升.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../能力提升.tif" \* MERGEFORMAT
11.已知二次函数y=ax2+bx+c满足a>b>c,且a+b+c=0,那么它的图象可能是下图中的(  )
INCLUDEPICTURE "../B9.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../B9.TIF" \* MERGEFORMAT
答案 A
解析 因为a>b>c,且a+b+c=0知a>0,c<0,
排除B,C,又∵a+b+c=0,∴图象过(1,0)点,故选A.
12.二次函数y=2x2+4x-3的对称轴为________,若P(a,m),Q(b,m)是二次函数上的两个不同点,则a+b=________.
答案 x=-1 -2
解析 易知对称轴为x=-1,又P,Q两点关于对称轴对称,则a+b=-2.
13.已知二次函数的图象经过点(2,-3),且与x轴交点的横坐标是-1和3.
(1)求二次函数的解析式;
(2)用配方法求出该二次函数图象的对称轴和顶点坐标;
(3)画出草图,观察图象,当x取何值时,函数值y小于零?当x取何值时,y随x的增大而减小?
解 (1)设二次函数的解析式为
y=a(x+1)(x-3)(a≠0),
把点(2,-3)代入得-3=a(2+1)(2-3),
∴a=1,∴解析式为y=x2-2x-3.
(2)由y=x2-2x-3=(x-1)2-4得
对称轴为x=1,顶点坐标为(1,-4).
(3)草图如图所示,
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易知x∈(-1,3)时y小于零,x∈(-∞,1]时y随x的增大而减小.
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14.(多选题)二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象如图所示,则下列选项正确的是(  )
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A.b2-4ac<0
B.ab>0
C.a-b+c=0
D.4a+b=0
答案 CD
解析 由图知,图象与x轴有两个交点故Δ>0,故A错;
又∵a<0,->0,故b>0,∴ab<0,故B错误;又∵图象过(-1,0)点,故a-b+c=0,C正确;又∵-=2,故4a+b=0,∴D正确,故选CD.

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