第5章 二次函数
5.4 第1课时 二次函数与一元二次方程
知识点 1 二次函数与一元二次方程的关系
1.已知二次函数y=x2-3x+m(m为常数)的图像与x轴的一个交点坐标为(1,0),则关于x的一元二次方程x2-3x+m=0的两实数根是( )
A.x1=1,x2=-1 B.x1=1,x2=2
C.x1=1,x2=0 D.x1=1,x2=3
2.抛物线y=x2+2x-3与x轴的交点坐标是________和________,一元二次方程x2+2x-3=0的两根是____________,故抛物线y=x2+2x-3与x轴交点的________就是一元二次方程x2+2x-3=0的两个根.
3.已知关于x的方程ax2+bx+c=0(a≠0)的两根为x1=1,x2=-5,则二次函数y=ax2+bx+c的图像的对称轴是________.
图5-4-1
4.已知函数y=-2x2+4x+b的部分图像如图5-4-1所示,则关于x的一元二次方程-2x2+4x+b=0的解为______________.
知识点 2 二次函数的图像与x轴交点的个数与相应一元二次方程的根的个数之间的关系
5.二次函数y=x2-2x+1的图像与x轴的交点情况是( )
A.有一个交点 B.有两个交点
C.没有交点 D.无法确定
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图5-4-2
6.若二次函数y=2x2+mx+8的图像如图5-4-2所示,则m的值是( )
A.-8 B.8
C.±8 D.6
7.2018·襄阳 已知二次函数y=x2-x+m-1的图像与x轴有交点,则m的取值范围是( )
A.m≤5 B.m≥2
C.m2
8.2017·青岛 若抛物线y=x2-6x+m与x轴没有交点,则m的取值范围是________.
9.不论自变量x取什么实数,二次函数y=2x2-6x+m的函数值总是正值,你认为m的取值范围是________.
10.不画图像,判断下列二次函数的图像与x轴是否有公共点,并说明理由.
(1)y=x2+x;
(2)y=-x2+4x-4;
(3)y=2x2+3x+5.
11.已知关于x的函数y=(m2-1)x2-(2m+2)x+2的图像与x轴只有一个公共点,求m的值.
12.2017·徐州 若函数y=x2-2x+b的图像与坐标轴有三个交点,则b的取值范围是( )
A.b<1且b≠0 B.b>1
C.0<b<1 D.b<1
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13.若二次函数y=ax2-2ax+c的图像经过点(-1,0),则方程ax2-2ax+c=0的解为( )
A.x1=-3,x2=-1 B.x1=1,x2=3
C.x1=-1,x2=3 D.x1=-3,x2=1
14.在平面直角坐标系中,抛物线y=x2+mx-m2(m>0)与x轴交于A,B两点.若A,B两点到原点的距离分别为OA,OB,且满足-=,则m的值等于________.
15.如图5-4-3,抛物线y=-x2+3x+4与x轴交于A,B两点.
(1)求线段AB的长;
(2)已知点C(m,m+1)在第一象限的抛物线上,求△ABC的面积S.
图5-4-3
16.2017·江西 已知抛物线C1:y=ax2-4ax-5(a>0).
(1)当a=1时,求抛物线与x轴的交点坐标及对称轴.
(2)①试说明无论a为何值,抛物线C1一定经过两个定点,并求出这两个定点的坐标;
②将抛物线C1沿这两个定点所在的直线翻折,得到抛物线C2,直接写出C2的表达式.
(3)若(2)中抛物线C2的顶点到x轴的距离为2,求a的值.
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17.如图5-4-4,抛物线y=ax2+2ax+1与x轴仅有一个公共点A,经过点A的直线交该抛物线于点B,交y轴于点C,且C是线段AB的中点.
(1)求这条抛物线对应的函数表达式;
(2)求直线AB对应的函数表达式.
图5-4-4
18.如图5-4-5,二次函数y=(x-2)2+m的图像与y轴交于点C,B是点C关于该二次函数图像的对称轴对称的点.已知一次函数y=kx+b的图像经过该二次函数图像上的点A(1,0)及点B.
(1)求二次函数与一次函数的表达式;
(2)根据图像,写出满足kx+b≥(x-2)2+m的x的取值范围.
图5-4-5
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5.4 第1课时 二次函数与一元二次方程
1.B [解析] ∵二次函数y=x2-3x+m的图像与x轴的一个交点坐标为(1,0),∴0=12-3+m,解得m=2,∴二次函数为y=x2-3x+2.令y=0,则x2-3x+2=0,解得x1=1,x2=2,这就是一元二次方程x2-3x+m=0的两实数根.故选B.
2.(-3,0) (1,0) x1=-3,x2=1 横坐标
3.直线x=-2 [解析] ∵关于x的方程ax2+bx+c=0(a≠0)的两根为x1=1,x2=-5,∴二次函数y=ax2+bx+c的图像与x轴的两个交点的横坐标分别为1,-5,∴对称轴为直线x==-2.
4.x1=-1,x2=3 [解析] 由图像可得出抛物线的对称轴为直线x=1,
∵图像与x轴的一个交点坐标为(3,0),
∴图像与x轴的另一个交点坐标为(-1,0),
∴关于x的一元二次方程-2x2+4x+b=0的解为x1=-1,x2=3.
5.A [解析] 二次函数y=x2-2x+1,∵b2-4ac=4-4=0,∴二次函数图像与x轴的交点情况是有一个交点.故选A.
6.B [解析] 由图可知,抛物线与x轴只有一个交点,∴b2-4ac=m2-4×2×8=0,解得m=±8.又∵对称轴为直线x=-0,∴m的值为8.故选B.
7.A [解析] ∵二次函数的图像与x轴有交点,∴b2-4ac=(-1)2-4×≥0,解得m≤5.故选A.
8.m>9
9.m> [解析] ∵二次函数y=2x2-6x+m的函数值总是正值,a=2>0,∴函数图像与x轴无交点,即b2-4ac<0,∴36-8m<0,解得m>.
10.[解析] 令y=0,得一元二次方程,根据一元二次方程根的判别式判断二次函数的图像与x轴是否有公共点.
解:(1)有两个公共点.理由:令y=0,得x2+x=0.
∵b2-4ac=12-4×1×0=1>0,
∴二次函数y=x2+x的图像与x轴有两个公共点.
(2)有一个公共点.理由:令y=0,得-x2+4x-4=0.
∵b2-4ac=42-4×(-1)×(-4)=0,
∴二次函数y=-x2+4x-4的图像与x轴只有一个公共点.
(3)没有公共点.理由:令y=0,得2x2+3x+5=0.
∵b2-4ac=32-4×2×5=-31<0,
∴二次函数y=2x2+3x+5的图像与x轴没有公共点.
[点评] 遇到二次函数图像与x轴的交点问题时,可转化为求相应的一元二次方程根的情况的问题来解决.
11.解:①当m2-1=0,且2m+2≠0,即m=1时,该函数是一次函数,其图像与x轴只有一个公共点;
②当m2-1≠0,即m≠±1时,该函数是二次函数,其图像与x轴只有一个公共点,则b2-4ac=[-(2m+2)]2-8(m2-1)=0,解得m=3或m=-1(舍去).
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综上所述,m的值是1或3.
12.A [解析] ∵函数y=x2-2x+b的图像与坐标轴有三个交点,∴(-2)2-4b>0,解得b<1,而b≠0,则b<1且b≠0.故选A.
13.C [解析] ∵二次函数y=ax2-2ax+c的图像经过点(-1,0),∴方程ax2-2ax+c=0一定有一个根为x=-1.∵抛物线的对称轴为直线x=1,∴二次函数y=ax2-2ax+c的图像与x轴的另一个交点坐标为(3,0),∴方程ax2-2ax+c=0的解为x1=-1,x2=3.
14.2 [解析] 设方程x2+mx-m2=0的两根分别为x1,x2,且x1<x2,则x1+x2=-m<0,x1x2=-m2<0,所以x1<0,x2>0,由-=,可知OA>OB,又m>0,x1+x20,解得m=3,
∴C(3,4).过点C作CH⊥AB于点H,则CH=4,
∴S=AB·CH=×5×4=10.
16.解:(1)当a=1时,抛物线的表达式为y=x2-4x-5=(x-2)2-9.令y=0,可得(x-2)2-9=0,解得x1=-1,x2=5,
∴抛物线与x轴的交点坐标为(-1,0),(5,0),对称轴为直线x=2.
(2)①y=ax2-4ax-5=(x2-4x)a-5,
当x2-4x=0,即x1=0,x2=4时,原抛物线无论a为何值一定过点(0,-5)和(4,-5)两个定点.
②将抛物线翻折后过点(0,-5)和(4,-5),开口大小与原来抛物线的开口大小相同,开口方向与原来抛物线的开口方向相反,∴设C2的表达式为y=-ax2+bx+c.将(0,-5)和(4,-5)代入,得b=4a,c=-5,∴抛物线C2的表达式为y=-ax2+4ax-5.
(3)抛物线C2的表达式y=-ax2+4ax-5可化为y=-a(x-2)2+4a-5,
∴顶点的纵坐标为4a-5,∴|4a-5|=2,
解得a=或a=.
17.解:(1)∵抛物线y=ax2+2ax+1与x轴仅有一个公共点A.
∴一元二次方程ax2+2ax+1=0的根的判别式等于0,即4a2-4a=0,
解得a1=0(舍去),a2=1,
∴这条抛物线对应的函数表达式为y=x2+2x+1.
(2)∵y=x2+2x+1=(x+1)2,
∴顶点A的坐标为(-1,0).
∵C是线段AB的中点,即点A与点B关于点C对称,∴点B的横坐标为1.
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当x=1时,y=x2+2x+1=1+2+1=4,
∴点B的坐标为(1,4).
设直线AB对应的函数表达式为y=kx+b.
把A(-1,0),B(1,4)分别代入y=kx+b,得解得
∴直线AB对应的函数表达式为y=2x+2.
18.[解析] (1)将点A的坐标(1,0)代入y=(x-2)2+m,求出m的值,根据点的对称性,求出点B的坐标,再用待定系数法求出一次函数的表达式;
(2)根据图像和交点A,B的坐标可直接求出满足kx+b≥(x-2)2+m的x的取值范围.
解:(1)将点A(1,0)的坐标代入y=(x-2)2+m,得(1-2)2+m=0,解得m=-1,
∴二次函数的表达式为y=(x-2)2-1.
当x=0时,y=4-1=3,故点C的坐标为(0,3).
由于点C和点B关于抛物线的对称轴对称,
∴点B的坐标为(4,3).
将A(1,0),B(4,3)分别代入y=kx+b,
得解得
则一次函数的表达式为y=x-1.
(2)∵点A,B的坐标分别为(1,0),(4,3),
∴当kx+b≥(x-2)2+m时,1≤x≤4.
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