文/張俊
二次函數(shù)這一章要求我們能從二次函數(shù)的常見(jiàn)表達(dá)式中看出頂點(diǎn)坐標(biāo)、對(duì)稱(chēng)軸等信息,能依據(jù)二次函數(shù)圖像認(rèn)識(shí)函數(shù)的特征與性質(zhì),能利用二次函數(shù)解決實(shí)際問(wèn)題。其中,二次函數(shù)的對(duì)稱(chēng)性、增減性及含參型函數(shù)等更是每年中考考查的重點(diǎn)和難點(diǎn)。不過(guò),在實(shí)際運(yùn)用中,我們總會(huì)出現(xiàn)各種錯(cuò)誤。本文列舉一些典型錯(cuò)誤并分析出錯(cuò)的原因,希望同學(xué)們能明確錯(cuò)誤之處,做到舉一反三。
例1二次函數(shù)y=x2+bx+c中,當(dāng)x<-2時(shí),y隨著x的增大而減小,則b的范圍為_(kāi)__。
【錯(cuò)解】由題意可知,對(duì)稱(chēng)軸為直線(xiàn),解得b=4。
【錯(cuò)因分析】由于a=1>0,根據(jù)拋物線(xiàn)的性質(zhì)可知,當(dāng)時(shí),y隨x的增大而減小。這里直線(xiàn)x=-2不一定是對(duì)稱(chēng)軸,例如直線(xiàn)x=-1、x=0、x=1都可以作為對(duì)稱(chēng)軸,所以只需即可。
【正解】∵對(duì)稱(chēng)軸為直線(xiàn),且a=1>0,
∴當(dāng)時(shí),y隨 著x的 增 大 而減小。
∵當(dāng)x<-2時(shí),y隨著x的增大而減小,
【總結(jié)】對(duì)稱(chēng)性是二次函數(shù)圖像拋物線(xiàn)的重要特征,當(dāng)圖像的開(kāi)口方向和對(duì)稱(chēng)軸確定時(shí),便可得出函數(shù)值隨自變量變化的情況。反之,當(dāng)對(duì)稱(chēng)軸不確定時(shí),則需要逆向思考,此時(shí)的對(duì)稱(chēng)軸可能不唯一,所在位置可能是一個(gè)范圍。分析過(guò)程中,我們可以舉幾個(gè)符合條件的特值驗(yàn)證,再確定范圍。
例2某超市經(jīng)銷(xiāo)一種商品,每件進(jìn)價(jià)為60元。經(jīng)市場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn),當(dāng)每件售價(jià)為80元時(shí),月銷(xiāo)售量為1200件,售價(jià)每提高1元,銷(xiāo)量將減少20件。規(guī)定每件售價(jià)不低于進(jìn)價(jià)且利潤(rùn)不允許超過(guò)每件進(jìn)價(jià)的50%。那么售價(jià)定為多少元時(shí),每個(gè)月銷(xiāo)售利潤(rùn)最大?最大利潤(rùn)是多少?
【錯(cuò)解1】設(shè)售價(jià)定為x元,每月最大利潤(rùn)為y元……
【錯(cuò)因分析】由于每月利潤(rùn)不是一個(gè)定值,所以函數(shù)表達(dá)式中的y是一個(gè)變量,而最大利潤(rùn)只是其中的一個(gè)值,所以不能設(shè)成最大利潤(rùn)為y元。
【錯(cuò)解2】設(shè)售價(jià)定為x元,每月利潤(rùn)y元,得y=(x-60)(1200-20x)……
【錯(cuò)因分析】錯(cuò)將售價(jià)定為x元理解成售價(jià)提高x元。
【錯(cuò)解3】設(shè)售價(jià)定為x元,每月利潤(rùn)y元,得y=(x-60)[1200-20(x-80)]=-20(x-100)2+32000,所以當(dāng)售價(jià)定為100元時(shí),每月利潤(rùn)最大,為32000元。
【錯(cuò)因分析】沒(méi)有考慮題中“規(guī)定每件利潤(rùn)不允許超過(guò)每件進(jìn)價(jià)的50%”的要求。
【正解】設(shè)售價(jià)定為x元,每月利潤(rùn)y元,得y=(x-60)[1200-20(x-80)]=-20(x-100)2+32000。
∵規(guī)定每件售價(jià)不低于進(jìn)價(jià)且利潤(rùn)不允許超過(guò)每件進(jìn)價(jià)的50%,
∴0≤x-60≤60×50%,得60≤x≤90。
∵-20<0,對(duì)稱(chēng)軸為直線(xiàn)x=100,
∴當(dāng)60≤x≤90時(shí),y隨x的增大而增大,
∴當(dāng)x=90時(shí),y有最大值,y最大值=-20×(90-100)2+32000=30000。
答:當(dāng)售價(jià)定為90元時(shí),每月利潤(rùn)最大,最大利潤(rùn)為30000元。
【總結(jié)】二次函數(shù)可以揭示實(shí)際問(wèn)題中變量之間的關(guān)系,如銷(xiāo)售問(wèn)題。在此類(lèi)問(wèn)題中,常常需要根據(jù)自變量的取值范圍確定函數(shù)的最值,此時(shí)一定要注意函數(shù)的頂點(diǎn)是否在此范圍內(nèi)。若在,則可根據(jù)頂點(diǎn)得出最值;若不在,則需要根據(jù)函數(shù)增減性確定何時(shí)有最值。另外,根據(jù)不同的取值范圍,可能會(huì)得到不同的函數(shù)表達(dá)式,我們可以根據(jù)實(shí)際需要選擇合適的函數(shù)表達(dá)式進(jìn)行分析。
例3已知二次函數(shù)y=x2-2mx-1(m為常數(shù))。
(1)求證:不論m為何值,該函數(shù)的圖像與x軸總有兩個(gè)公共點(diǎn)。
【錯(cuò)解】由該函數(shù)的圖像與x軸總有兩個(gè)公共點(diǎn)可知b2-4ac>0……
【錯(cuò)因分析】將“該函數(shù)的圖像與x軸總有兩個(gè)公共點(diǎn)”看成條件,造成錯(cuò)誤。
【正解】當(dāng)y=0時(shí),得x2-2mx-1=0,b2-4ac=4m2-4×1×(-1)=4m2+4。
∵4m2≥0,∴4m2+4>0。
∴方程有兩個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根。
因此,不論m為何值,該函數(shù)的圖像與x軸總有兩個(gè)公共點(diǎn)。
(2)當(dāng)-1≤m≤2時(shí),求該函數(shù)圖像的頂點(diǎn)縱坐標(biāo)z的取值范圍。
【錯(cuò)解】-5≤z≤-2。
【錯(cuò)因分析】忽略了z=-m2-1是一個(gè)二次函數(shù),沒(méi)有考慮頂點(diǎn)的情況,只計(jì)算了當(dāng)m=-1和m=2時(shí)z的值。
【正解】∵y=x2-2mx-1=(x-m)2-m2-1,
∴頂點(diǎn)縱坐標(biāo)z=-m2-1,畫(huà)出函數(shù)示意圖,如圖1。
由圖1可知,在-1≤m≤2范圍內(nèi),圖像最高點(diǎn)為頂點(diǎn)(0,-1),最低點(diǎn)為(2,-5),
圖1
∴-5≤z≤-1。
(3)當(dāng)-1≤x≤2時(shí),該函數(shù)y的最小值為-2,求m的值。
【錯(cuò)解】當(dāng)x=-1時(shí),y=2m=-2,得m=-1;當(dāng)x=2時(shí),y=3-4m=-2,得
【錯(cuò)因分析】沒(méi)有分類(lèi)討論的意識(shí)。因?yàn)閷?duì)稱(chēng)軸不確定,所以要判斷函數(shù)y的最小值,需要根據(jù)對(duì)稱(chēng)軸直線(xiàn)x=m的不同情況進(jìn)行分類(lèi)討論。
【正解】當(dāng)x=-1時(shí),y=2m;當(dāng)x=2時(shí),y=3-4m。函數(shù)頂點(diǎn)為(m,-m2-1)。
當(dāng)m<-1時(shí),函數(shù)y的最小值為2m,即2m=-2,則m=-1(舍去);
當(dāng)-1≤m≤2時(shí),函數(shù)y的最小值為-m2-1,即-m2-1=-2,則m=±1;
當(dāng)m>2時(shí),函數(shù)y的最小值為3-4m,即3-4m=-2,則(舍去)。
綜上所述,m的值為±1。
【總結(jié)】二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a、b、c是常數(shù),且a≠0)中的含參問(wèn)題是一個(gè)難點(diǎn)。拋物線(xiàn)的開(kāi)口方向、對(duì)稱(chēng)軸、頂點(diǎn)坐標(biāo),拋物線(xiàn)與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)以及函數(shù)的最值都會(huì)隨著a、b、c的相應(yīng)變化而變化。我們?cè)谒伎紩r(shí),可以畫(huà)出草圖進(jìn)行分析,同時(shí)還需有分類(lèi)討論的意識(shí),只有這樣,才能完整得解。