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【摘 要】解二次函数解析式是中学数学综合应用题的重点内容。本文通过举例分析、归纳了如何灵活运用待定系数法快速、准确地求二次函数解析式的五种方法:一般式法、交点式法、顶点式法、平移法、旋转法。
【关键词】二次函数 解析式 解法技巧
【中图分类号】 G 【文献标识码】 A
【文章编号】0450-9889(2015)03B-0075-02
二次函数在中学数学中占据重要地位。历年来,二次函数综合题都作为重要的题目出现在考试中。解决这类综合题关键一步是求二次函数解析式。求二次函数解析式是难点,求法也错综复杂,无论采用哪种方法求解,都可归纳为待定系数法。根据笔者的教学经验,在此讲解求二次函数解析式的五种常用的方法:一般式法、顶点式法、交点式法、平移法、旋转法。
首先要记住二次函数解析式有三种表达式:
1.一般式:y=ax2+bx+c (a≠0)。
2.顶点式:y=a(x-h)2+k (a≠0),顶点(h,k)。
3.交点式:y=a(x-x1)(x-x2) (a≠0)(其中x1,x2是抛物线与x轴两个交点的横坐标)。
下面以实例说明,如何快、准、狠求出二次函数解析。
一、灵活运用一般式解题
例1 已知二次函数的图象经过(1,0),(-2,3),(-1, 4),求这个函数的解析式。
〖技巧点拨〗
本题给出二次函数图象经过不同三点的坐标,通常可设一般式:y=ax2+bx+c (a≠0), 其中a表示二次项系数,b表示一次项系数,c表示常数项。因为满足二次函数解析式的点,一定在这个二次函数的图象上,反过来,二次函数图象上点的坐标一定满足这个二次函数解析式。所以将已知三点的坐标分别代入一般式,构成三元一次方程组,解方程组得a,b,c 的值,再代回所设的函数关系式,即为所求的二次函数解析式。
二、灵活运用顶点式解题
例2 已知二次函数图象顶点为(1,3),且过点(2,4),求该二次函数的解析式。
〖技巧点拨〗
已知抛物线的顶点坐标或对称轴或最值,解题时通常可设顶点式:y=a(x-h)2+k (a≠0),其中(h,k)是抛物线的顶点坐标,把顶点坐标和经过的点的坐标分别代入顶点式,即可求出 a 的值,从而求得二次函数的解析式。
当然,顶点式有时也可转换为一般式,如本题中给出了顶点坐标,从而得出函数的对称轴为直线x=1,根据二次函数图象的对称性,很容易求出点(2,4)关于对称轴为对称的对称点(0,4)。顶点加上两个对称点,就得到了三点,也就满足了二次函数一般式的条件了,这样也可用一般式求解。显然,用二次函数顶点式解答比用一般式解答简便多了。
通常已知两点的坐标是不能求出 a,b,c 的值的,也就是说不能用一般式来求解析式。由于顶点式中要确定a,h,k 的值,而已知顶点坐标就是h和k 的值。用顶点式时,只要给出另一点的坐标就能确定 a 的值,即可求出二次函数解析式。所以,当已知抛物线的顶点坐标,或能够先求出抛物线的顶点坐标,对称轴,最大值或最小值,图象与x 轴截得的线段长等条件时,设顶点式解题十分简洁,这样用已经的点的坐标就能确定未知数 a ,从而求得解析式。在应用题中,有关隧道、桥拱、投篮、弹道曲线等问题,一般用二次函数顶点式求解比较简便。
三、灵活运用交点式解题
例3 已知抛物线与 x 轴交点坐标为(-1,0),(2,0),且过点(1,2),求二次函数的解析式。
〖技巧点拨〗
本题已知三点坐标,可用一般式求二次函数解析式;又因为已知有两点是抛物线与x轴的两个交点,也可用交点式求二次函数解析式,经比较用交点式解答,比较简便.
例4 已知二次函数图象经过A(-2,0),B(4,0),C(0,-2)三点,求此二次函数的解析式。
〖技巧点拨〗
很多同学看到此例,会想到用二次函数一般式求解,将已知三点坐标分别代入一般式去,通过解三元一次方程组,求得a,b,c 的值,即可得所求的二次函数解析式。而往往忽略了 A和B 两点的坐标是二次函数图象与x轴的交点坐标这个特点,如果利用这个特点,用交点式来求解就相对比较简单、容易。
例5 若二次函数经过点(2,0),(4,0)且函数最小值是-2,求函数解析式。
〖技巧点拨〗
方法一:本题可直接设为交点式y=a(x-2)(x-4),然后根据最小值为-2,求得顶点坐标为(3,-2),再把顶点坐标代入交点式得a=2,从而得出二次函数解析式为y=2(x-2)(x-4),即y=2x2-12x+16。
方法二:本题也可以(下转第82页)(上接第75页)根据已知条件的两个交点坐标,求出对称轴x=3,从而求出顶点坐标(3,-2),可设二次函数顶点式解题,较为简便。
方法三:从上面两种方法可知顶点坐标是容易求出来的,因有三点坐标,可用一般式求解,但这种解法太麻烦。
通常,若已知抛物线与x轴有两个交点,或对称轴时,选交点式解答比较简单。
四、用平移法解题
例6 把函数y=x 2+4x-5的图象向右平移3 个单位,再向上平移2 个单位,求平移后抛物线的解析式。
〖技巧点拨〗
先把函数y=x 2+4x-5 进行配方,得到顶点式:y=(x+2)2-9,把图象向右平移2 个单位,得到y=(x+2-2)2-9,再向上平移3 个单位,得到y=(x+2-2)2-9+3,化简得二次函数解析式为y=x2-6 。
用平移法求二次函数解析式时,要先通过配方把解析式化为顶点式,牢记:在平移过程中,二次项的系数不变,只是抛物线的顶点位置发生改变。在平移过程中,按左加,右减,上加,下减的方法进行。
五、用180°旋转法解题
〖技巧点拨〗
记住: 旋转180°,只是抛物线的开口方向发生了变化,由开口向上(下)变为开口向下(上),但抛物线的顶点位置没有改变,所以可用顶点式:y=a(x-h)2+k求解,只要将 a 的符号改变,即可求出二次函数解析式。
上面介绍了五种求二次函数解析式的方法。这五种求法有利有弊,用顶点式和交点式解题比较简单,但是受条件限制,不是所有题目都能用。如果题目出现顶点或与顶点有关的条件时,用顶点式解题,比较简便;如果题目出现与x轴相交的交点坐标,或隐含与交点坐标有关的条件时,就用交点式解答比较简便;如果条件是给出经过不同的三点的坐标时,则用一般式解答,比较明了,但解题时要用到三元一次方程组的解法(在初中阶段是选学内容),很多同学不掌握。虽然用一般式求二次函数解析式是易掌握易理解运用,但三元一次方程组难解,也成为学生的难点。
总之,求二次函数解析式的方法比较灵活,在解答有关二次函数的综合题时,采用哪种方法解答比较简便,就必须仔细分析题目给出的已知条件,结合图形以及二次函数的有关性质来选择解法。平时训练时要注意总结解题规律,看有多少种基本解法,要做到心中有数。只有这样才能选择适当方法来解答,使计算过程简单化,达到迅速解题的目的。这就是快、准、狠求二次函数解析式的技巧。
(责编 卢建龙)
【关键词】二次函数 解析式 解法技巧
【中图分类号】 G 【文献标识码】 A
【文章编号】0450-9889(2015)03B-0075-02
二次函数在中学数学中占据重要地位。历年来,二次函数综合题都作为重要的题目出现在考试中。解决这类综合题关键一步是求二次函数解析式。求二次函数解析式是难点,求法也错综复杂,无论采用哪种方法求解,都可归纳为待定系数法。根据笔者的教学经验,在此讲解求二次函数解析式的五种常用的方法:一般式法、顶点式法、交点式法、平移法、旋转法。
首先要记住二次函数解析式有三种表达式:
1.一般式:y=ax2+bx+c (a≠0)。
2.顶点式:y=a(x-h)2+k (a≠0),顶点(h,k)。
3.交点式:y=a(x-x1)(x-x2) (a≠0)(其中x1,x2是抛物线与x轴两个交点的横坐标)。
下面以实例说明,如何快、准、狠求出二次函数解析。
一、灵活运用一般式解题
例1 已知二次函数的图象经过(1,0),(-2,3),(-1, 4),求这个函数的解析式。
〖技巧点拨〗
本题给出二次函数图象经过不同三点的坐标,通常可设一般式:y=ax2+bx+c (a≠0), 其中a表示二次项系数,b表示一次项系数,c表示常数项。因为满足二次函数解析式的点,一定在这个二次函数的图象上,反过来,二次函数图象上点的坐标一定满足这个二次函数解析式。所以将已知三点的坐标分别代入一般式,构成三元一次方程组,解方程组得a,b,c 的值,再代回所设的函数关系式,即为所求的二次函数解析式。
二、灵活运用顶点式解题
例2 已知二次函数图象顶点为(1,3),且过点(2,4),求该二次函数的解析式。
〖技巧点拨〗
已知抛物线的顶点坐标或对称轴或最值,解题时通常可设顶点式:y=a(x-h)2+k (a≠0),其中(h,k)是抛物线的顶点坐标,把顶点坐标和经过的点的坐标分别代入顶点式,即可求出 a 的值,从而求得二次函数的解析式。
当然,顶点式有时也可转换为一般式,如本题中给出了顶点坐标,从而得出函数的对称轴为直线x=1,根据二次函数图象的对称性,很容易求出点(2,4)关于对称轴为对称的对称点(0,4)。顶点加上两个对称点,就得到了三点,也就满足了二次函数一般式的条件了,这样也可用一般式求解。显然,用二次函数顶点式解答比用一般式解答简便多了。
通常已知两点的坐标是不能求出 a,b,c 的值的,也就是说不能用一般式来求解析式。由于顶点式中要确定a,h,k 的值,而已知顶点坐标就是h和k 的值。用顶点式时,只要给出另一点的坐标就能确定 a 的值,即可求出二次函数解析式。所以,当已知抛物线的顶点坐标,或能够先求出抛物线的顶点坐标,对称轴,最大值或最小值,图象与x 轴截得的线段长等条件时,设顶点式解题十分简洁,这样用已经的点的坐标就能确定未知数 a ,从而求得解析式。在应用题中,有关隧道、桥拱、投篮、弹道曲线等问题,一般用二次函数顶点式求解比较简便。
三、灵活运用交点式解题
例3 已知抛物线与 x 轴交点坐标为(-1,0),(2,0),且过点(1,2),求二次函数的解析式。
〖技巧点拨〗
本题已知三点坐标,可用一般式求二次函数解析式;又因为已知有两点是抛物线与x轴的两个交点,也可用交点式求二次函数解析式,经比较用交点式解答,比较简便.
例4 已知二次函数图象经过A(-2,0),B(4,0),C(0,-2)三点,求此二次函数的解析式。
〖技巧点拨〗
很多同学看到此例,会想到用二次函数一般式求解,将已知三点坐标分别代入一般式去,通过解三元一次方程组,求得a,b,c 的值,即可得所求的二次函数解析式。而往往忽略了 A和B 两点的坐标是二次函数图象与x轴的交点坐标这个特点,如果利用这个特点,用交点式来求解就相对比较简单、容易。
例5 若二次函数经过点(2,0),(4,0)且函数最小值是-2,求函数解析式。
〖技巧点拨〗
方法一:本题可直接设为交点式y=a(x-2)(x-4),然后根据最小值为-2,求得顶点坐标为(3,-2),再把顶点坐标代入交点式得a=2,从而得出二次函数解析式为y=2(x-2)(x-4),即y=2x2-12x+16。
方法二:本题也可以(下转第82页)(上接第75页)根据已知条件的两个交点坐标,求出对称轴x=3,从而求出顶点坐标(3,-2),可设二次函数顶点式解题,较为简便。
方法三:从上面两种方法可知顶点坐标是容易求出来的,因有三点坐标,可用一般式求解,但这种解法太麻烦。
通常,若已知抛物线与x轴有两个交点,或对称轴时,选交点式解答比较简单。
四、用平移法解题
例6 把函数y=x 2+4x-5的图象向右平移3 个单位,再向上平移2 个单位,求平移后抛物线的解析式。
〖技巧点拨〗
先把函数y=x 2+4x-5 进行配方,得到顶点式:y=(x+2)2-9,把图象向右平移2 个单位,得到y=(x+2-2)2-9,再向上平移3 个单位,得到y=(x+2-2)2-9+3,化简得二次函数解析式为y=x2-6 。
用平移法求二次函数解析式时,要先通过配方把解析式化为顶点式,牢记:在平移过程中,二次项的系数不变,只是抛物线的顶点位置发生改变。在平移过程中,按左加,右减,上加,下减的方法进行。
五、用180°旋转法解题
〖技巧点拨〗
记住: 旋转180°,只是抛物线的开口方向发生了变化,由开口向上(下)变为开口向下(上),但抛物线的顶点位置没有改变,所以可用顶点式:y=a(x-h)2+k求解,只要将 a 的符号改变,即可求出二次函数解析式。
上面介绍了五种求二次函数解析式的方法。这五种求法有利有弊,用顶点式和交点式解题比较简单,但是受条件限制,不是所有题目都能用。如果题目出现顶点或与顶点有关的条件时,用顶点式解题,比较简便;如果题目出现与x轴相交的交点坐标,或隐含与交点坐标有关的条件时,就用交点式解答比较简便;如果条件是给出经过不同的三点的坐标时,则用一般式解答,比较明了,但解题时要用到三元一次方程组的解法(在初中阶段是选学内容),很多同学不掌握。虽然用一般式求二次函数解析式是易掌握易理解运用,但三元一次方程组难解,也成为学生的难点。
总之,求二次函数解析式的方法比较灵活,在解答有关二次函数的综合题时,采用哪种方法解答比较简便,就必须仔细分析题目给出的已知条件,结合图形以及二次函数的有关性质来选择解法。平时训练时要注意总结解题规律,看有多少种基本解法,要做到心中有数。只有这样才能选择适当方法来解答,使计算过程简单化,达到迅速解题的目的。这就是快、准、狠求二次函数解析式的技巧。
(责编 卢建龙)