1.熟练掌握二次函数的不同表示形式,二次函数的图象和性质,正确运用二次函数的不同表示形式,解决指定闭区间上二次函数的最值及其应用问题
2.培养学生用事物之间相互联系,相互影响的观点分析问题,搞清二次函数与一元二次方程、一元二次不等式之间的关系,为解决难度较大的综合问题打好基础.
例3已知二次函数f(x)=ax2+bx+c 满足条件f(2+x)=f(2-x),其图象的顶点为A,又图象与x轴交于B,C两点,其中B点的坐标为(-1,0),△ABC的面积为18.试确定这个二次函数的解析式.
分析求二次函数的解析式,通常采用待定系数法.将已知条件f(2-x)=f(x+2)转化为二次函数图象的对称轴方程是x=2成为解此题的关键.
解法一
因为f(2-x)=f(2+x),所以直线x=2是y=f(x)的对称轴.
又B点坐标为(-1,0),所以C点坐标为(5,0).
为(2,6)或(2,-6).
设二次函数f(x)=a(x-2)2+6或f(x)=a(x-2)2-6.
因为B(-1,0)在y=f(x)的图象上,所以a(-1-2)2+6=0或a(-1-2)2-6=0,
解法二
设f(x)=ax2+bx+c.因为f(2-x)=f(2+x),所以直线x=2是y=f(x)的对称轴,即
又B(-1,0)在y=f(x)的图象上, 所以a(-1)2+b(-1)+c=0,即
a-b+c=0. ②
评述求二次函数解析式的问题,要认真分析已知条件与表达式之间的内在联系,把握好正确选式这一重要环节.
例4如图3,二次函数图象的顶点是M(4,3),图象交x轴于A,
的解析式.
分析由已知二次函数的顶点坐标,可决定选择式子y=a(x-4)2+3.(a<0)要确定f(x)的解析式,只要求出a的值即可.由四边形AMBC
面积的关键, 因而可以此为突破口.
解设f(x)=a(x-4)2+3(a<0
令x=0,得f(0)=16a+3, 所以C点坐标为(0,16a+3).
所以f(x)=-(x-4)2+3=-x2+8x-13.
评述将四边形的面积转化成两个三角形面积的和,这就为A,B两点的纵坐标与a之间的联系建立了桥梁. 这是转化思想的巧妙运用.
2.二次函数的性质
例5(1) 如果二次函数f(x)=x2+2(a-1)x+2在区间(-∞,4]上是减函数,那么实数a的取值范围是 [ ].
A.[,+∞)
B.(-∞,]
C.[5,+∞)
D.[3,+∞)
(2) 求函数f(x)=x2-2ax-1 在闭区间[0,2] 上的最大值和最小值.
(1)分析二次函数的单调性与图象的对称轴密切相关,由
图像的开口向上,可知函数在(-∞,1-a]上是减函数,由已知f(x)在(-∞,4]上是减函数,可知1-a≥4,解得a≤,故选B.
(2)分析二次函数在闭区间[0,2]上的最大值和最小值,与二次函数在此区间上的单调性密切相关,而单调性取决于函数图象的对称轴.
解因为f(x)=x2-2ax-1=(x-a)2-a2-1,
所以函数y=f(x) 的图象开口向上,对称轴方程是x=a.(引导学生分析,由a的变化,所引起的函数f(x)在区间[0,2]上单调性的变化可能有哪些情况)
当a<0时(如图4),f(x)的最大值=f(2)=3-4a,f(x)的最小值=f(0)=-1.
当0≤a≤1时(如图5),f(x)的最大值=f(2)=3-4a,f(x)的最小值=f(a)=-a2-1.
当1<a<2时(如图6),f(x)的最大值=f(0)=-1,f(x)的最小值=f(a)=-a2-1.
当a≥2(如图7),f(x)的最大值=f(0)=-1,f(x)的最小值=f(2)=3-4a.
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