2.3 二次函数与一元二次方程、不等式 学案(含答案)

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2.3 二次函数与一元二次方程、不等式 学案(含答案)

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二次函数与一元二次方程、不等式
【学习目标】
1.从函数观点看一元二次方程,了解函数的零点与方程根的关系.;
2.能借助二次函数的图象求解一元二次不等式,能用集合表示一元二次不等式的解集;
3.借助二次函数的图象,了解一元二次不等式与相应二次函数、一元二次方程的联系.
【巩固初中知识】
一、一元二次方程
1.一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的解法
(1)配方法:将方程整理成(x+p)2=q,方程的根是① .
注:x2系数是1和不是1时配方注意事项;x2系数是负数时配方注意事项.
(2)公式法:② (Δ=b2―4ac).
(3)因式分解、十字相乘法:x2+(p+q)x+pq=0③ .
2.一元二次方程根的判别(Δ=b2―4ac)
(1)Δ>0,方程有两个不相等的实数根;
(2)Δ=0,方程有一个实数根或者两个相等的实数根;
(3)Δ<0,方程没有实数根,方程无解.
3.韦达定理(根与系数关系)x1
一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的两个根是x1和x2,则x1+x2=④ ;x1x2=⑤ .
二、二次函数
1.二次函数的概念:一般地,形如y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,a≠0)的函数,叫做二次函数.
2.二次函数y=ax2+bx+c的性质
当a>0时,抛物线开口向⑥ ,当a<0时,抛物线开口向⑦ ;对称轴为⑧ ,顶点坐标为⑨ .
3.二次函数解析式求法
(1)一般式:⑩ (a,b,c是常数,a≠0),需要三个坐标点;
(2)顶点式:y=a(x―h)2+k(a,h,k为常数,a≠0),顶点坐标和其他任一点的坐标;
(3)零点式: (a为常数,且a≠0),二次函数的零点为,.
【知识梳理】
1.相关定义
(1)一元二次不等式的定义:只含有 未知数并且未知数的最高次数是 的不等式叫作一元二次不等式,一元二次不等式的一般形式是:ax2+bx+c>0(或<0,或≥0,或≤0),其中a,b,c均为常数,a≠0.
(2)二次函数的零点:一般地,对于二次函数y=ax2+bx+c,我们把使 的实数x叫做二次函数y=ax2+bx+c的零点.
(3)一元二次不等式的解法步骤:
第1步:将不等式的右边化为零,左边化为二次项系数大于零的不等式:
ax2+bx+c>0或 ax2+bx+c<0(a>0)
第2步:求出相应的一元二次方程的根.
第3步:利用二次函数的图象与x轴的交点确定一元二次不等式的解集.
2.三个“二次”的关系
判别式Δ=b2-4ac Δ>0 Δ=0 Δ<0
y=ax2+bx+c (a>0)的图象
ax2+bx+c=0 (a>0)的根
ax2+bx+c>0 (a>0)的解集
ax2+bx+c<0 (a>0)的解集
注意:一元二次方程的两根,对应着相应二次函数图象与x轴交点的横坐标,对应着相应一元二次不等式解集中的 .
3.当a>0时,借助上表,如果Δ>0,设方程ax2+bx+c=0 (a>0)的两根为:,,且
<,可用大于取 ,小于取 来解决.
即ax2+bx+c>0 (a>0)的解集为: ;ax2+bx+c<0 (a>0)的解集为: .
若a<0,先利用不等式的性质,把二次项系数化为 ,再利用上述结论解决.
【思考辨析】
判断下列说法是否正确,正确的在后面的括号内打“√”,错误的打“×”.
(1)mx2-5x<0是一元二次不等式.(  )
(2)若a>0,则一元二次不等式ax2+1>0无解.(  )
(3)若一元二次方程ax2+bx+c=0的两根为x1,x2(x1<x2),则一元二次不等式ax2+bx+c<0的解集为{x|x1<x<x2}.(  )
答案:(1)× (2)× (3)× 
【考点分类精讲】
考点1 解简单的一元二次不等式
【例题1】解下列不等式
(1)3x2-x-4>0 (2)-2x2+x-6<0
(3)-x2+6x-9≥0 (4)x2-2x-3>0
(5)2x2-4x+3<0 (6)x2+x-4<0
【巩固练习1】
解下列不等式:
(1)-x2+5x>6 (2)3x2+5x-2≥0
(3)x2-4x+5>0 (4)-x2+6x-10>0
解 (1)不等式可化为x2-5x+6<0.
因为Δ=(-5)2-4×1×6=1>0,所以方程x2-5x+6=0有两个实数根:x1=2,x2=3.
由二次函数y=x2-5x+6的图象(如图①),得原不等式的解集为{x|2<x<3}.
(2)因为Δ=25-4×3×(-2)=49>0,
所以方程3x2+5x-2=0的两实根为x1=-2,x2=.
由二次函数y=3x2+5x-2的图象(图②),得原不等式的解集为{x|x≤-2或x≥}.
(3)方程x2-4x+5=0无实数解,函数y=x2-4x+5的图象是开口向上的抛物线,与x轴无交点(如图③).观察图象可得,不等式的解集为R.
(4)原不等式可化为x2-6x+10<0,
∵Δ=36-40=-4<0,
∴方程x2-6x+10=0无实根,
考点2 二次函数与一元二次方程、不等式间的关系
【例题2】已知关于x的不等式ax2+bx+c>0的解集为{x|2<x<3},求关于x的不等式cx2+bx+a<0的解集.
[解] 法一:由不等式ax2+bx+c>0的解集为{x|2<x<3}可知a<0,且2和3是方程ax2+bx+c=0的两根,由根与系数的关系可知=-5,=6.
由a<0知c<0,=-,故不等式cx2+bx+a<0,
即x2+x+>0,即x2-x+>0,解得x<或x>,
所以不等式cx2+bx+a<0的解集为{x|x<或x>}.
法二:由不等式ax2+bx+c>0的解集为{x|2<x<3}可知a<0,且2和3是方程ax2+bx+c=0的两根,所以ax2+bx+c=a(x-2)(x-3)=ax2-5ax+6a b=-5a,c=6a,故不等式cx2+bx+a<0,即6ax2-5ax+a<0 6a(x―)(x―)<0,故原不等式的解集为{x|x<或x>}
【巩固练习2】
1.已知关于x的不等式ax2+bx+c>0的解集为{x|2<x<3},求关于x的不等式cx2-bx+a>0的解集.
解:由根与系数的关系知=-5,=6且a<0.
∴c<0,=-,故不等式cx2-bx+a>0,即x2-x+<0,即x2+x+<0.
解得-<x<-,故原不等式的解集为{x|―<x<―}.
2.已知关于x的不等式ax2+bx+c≥0的解集是{x|-≤x≤2},求不等式cx2+bx+a<0的解集.
解:法一:由ax2+bx+c≥0的解集为{x|-≤x≤2}知a<0.又-×2=<0,则c>0.
又-,2为方程ax2+bx+c=0的两个根, ∴-=,∴=-.
又=-,∴b=-a,c=-a, ∴不等式变为(-a)x2+(-a)x+a<0,
即2ax2+5ax-3a>0. 又∵a<0,∴2x2+5x-3<0,
故所求不等式的解集为{x|-3<x<}.
法二:由已知得a<0 且(-)+2=-,(-)×2=知c>0,
设方程cx2+bx+a=0的两根分别为x1,x2,则x1+x2=-,x1·x2=,
其中==-,-===-,
∴x1==-3,x2=.
∴不等式cx2+bx+a<0(c>0)的解集为{x|-3<x<}.

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