李紅
同學們在學習二次函數時要熟練掌握基本定義、圖像性質,進而能靈活應用,現在的中考題又多是課本例題、習題的變式或延伸,因而同學們尤其應重視對課本的學習.
原題呈現
蘇科版《數學》九年級下冊第17頁例題:畫出二次函數y=-x2-4x-5的圖像,并指出它的開口方向、頂點坐標、對稱軸、最大值或最小值.
【分析】要畫二次函數一般式y=ax2+bx+c圖像,可先將函數表達式變成頂點式y=a(x-h)2+k的形式,由a判斷開口方向,頂點為(h,k),對稱軸是直線x=h,當x=h時y的最值是k.
解:y=-x2-4x-5=-(x+2)2-1,二次項系數
-1<0,函數圖像開口向下,頂點坐標是(-2,
-1),對稱軸是直線x=-2,二次函數y=-x2-4x-5圖像如圖1.
【點評】本題考查的是二次函數的基礎知識,解題關鍵是二次函數形式的轉化.
延展一 不畫圖像,判斷二次函數y=-x2
-4x-5的圖像與x軸是否有公共點.
【分析】當y=0時,拋物線y=ax2+bx+c轉化為一元二次方程ax2+bx+c=0,所以通過判斷Δ=b2-4ac與0的大小,可以確定拋物線與x軸的公共點個數:(1)b2-4ac>0,拋物線與x軸有兩個公共點(一元二次方程有兩個不相等的實數根);(2)b2-4ac=0,拋物線與x軸有一個公共點(一元二次方程有兩個相等的實數根);(3)b2-4ac<0,拋物線與x軸沒有公共點(一元二次方程沒有實數根).
解:b2-4ac=(-4)2-4×(-1)×(-5)<0,所以方程-x2-4x-5=0沒有實數根,二次函數y=-x2
-4x-5的圖像與x軸沒有公共點.
延展二 拋物線y1=-x2-4x-5與直線y2=
-x-5交于(x1,y1)、(x2,y2)兩點,求y1>y2時x的范圍.
【分析】求直線與拋物線交點的坐標,實質是求兩個函數的解析式聯立的方程組的解,畫出圖像,根據圖像可以直接寫出范圍.要求y1>y2時x的范圍,即為函數y1的圖像在y2圖像上方的部分的x的范圍,反之亦然.
解:方程組[y=-x2-4x-5,y=-x-5]的解為[x1=-3,y1=-2,][x2=0,y2=-5.]
兩個函數在同一平面直角坐標系中的圖像如圖2,當y1>y2時,x的范圍是-3 延展三 將二次函數y=-x2-4x-5的圖像向上平移5個單位,向右平移3個單位后與x軸交于A、B兩點(A在B的左側),與y軸交于C點,對稱軸上是否存在點P,使PA+PC最小. 【分析】求平移后函數圖像與坐標軸交點的坐標,首先要求平移后函數的解析式,一般先化成頂點式,再按上(+)下(-),左(+)右(-)方式寫出平移后的解析式,令x=0或y=0代入可求.線段和(或差)的最值問題,利用兩點之間線段最短,找對稱點解決. 解:因為平移后拋物線y=-(x-1)2+4,當y=0時,x1=3,x2=-1;當x=0時,y=3,所以A(-1,0)、B(3,0)、C(0,3).連接BC交對稱軸x=1于點P,因為A、B關于對稱軸對稱,則P為求作的點,所以PA+PC=PB+PC=BC=[32]. 延展四 Q為直線BC上方的拋物線y= -(x-1)2+4上任意一點,求△BCQ面積的最大值及此時Q點的坐標. 【分析】在平面直角坐標系中研究一些圖形面積時,可采用割補法將復雜、不規則的圖形分割成若干個三角形計算.分割方法一般采用橫向或縱向比較容易計算. 解:過Q作x軸垂線交直線BC于點M. 設直線BC的解析式為y=kx+b,則有[k=-1,b=3,]故直線BC的解析式為y=-x+3. 設Q點的橫坐標是m,得Q(m,-m2+2m+3),M(m,-m+3),所以QM=-m2+3m(0 S△BQC=S△QMC+S△QMB=[12]QM·OB=[12](-m2+3m)·3=[-32](m-[32])2+[278],所以當m=[32]時,△BCQ的最大面積是[278],此時Q的坐標為([32],[154]). (作者單位:江蘇省宿遷市湖濱新區實驗中學)