以二次函數(shù)為載體的綜合性問題是中考的必考問題,一般具有考查內(nèi)容廣、綜合性強、難度大的特點.它主要考查同學們對二次函數(shù)概念的理解、對解二次方程方法的運用以及對二次函數(shù)圖象和性質(zhì)的理解.本文選取了二次函數(shù)綜合題中一類與拋物線有關(guān)的不等式關(guān)系問題,探討了比較兩個二次函數(shù)值的大小,以及由不等關(guān)系求自變量的取值范圍這兩類問題的解答方法.
那么如何借助二次函數(shù)的圖象解答與拋物線有關(guān)的不等式關(guān)系問題呢?下面一起來探討.
一、比較二次函數(shù)值的大小
例1已知拋物線y=ax2-2x+1(a≠0)的對稱軸為直線x=1.
(1)求a的值;
(2)由(1)可知,拋物線的解析式為:y=x2-2x+1=(x-1)2,
因為a=1>0,所以拋物線的開口向上,
則當x>1時,y隨x的增大而增大;當x<1時,y隨x的增大而減小,如圖3所示.
因為-1<x1<0,1<x2<2,
所以1<1-x1<2,0<x2-1<1,
結(jié)合函數(shù)圖象可知,x1距離對稱軸較遠,所以對應的函數(shù)值y1較大,
所以y1>y2.
評注:先將拋物線的解析式配湊為頂點式:y=(x-1)2,據(jù)此即可確定拋物線的開口方向、對稱軸、圖象;再根據(jù)x1、x2的范圍確定點M、N的位置;最后比較出x1、x2與對稱軸之間的距離即可解題.
二、由不等關(guān)系求自變量的取值范圍
由不等關(guān)系求自變量的取值范圍,往往需先從不等關(guān)系入手,將其化簡為一元二次不等式,且使其右邊為0,即形如ax2+bx+c>0或ax2+bx+c<0的不等式;然后畫出二次函數(shù)y=ax2+bx+c的圖象,通過研究二次函數(shù)圖象中點的位置及其關(guān)系,來找到滿足題意的x的值,從而確定自變量的取值范圍.
例2如圖4,拋物線y=x2+bx+c與x軸
交于A(-3,0)、B兩點,與y軸交于點C(0,-3).
(1)求拋物線的解析式;
(2)結(jié)合圖形,求y>0時自變量x的取值范圍.
解:(1)將點A(-3,0),C(0,-3)代入拋物線y=x2+bx+c,
則拋物線的解析式為:y=x2+2x-3.
(2)令y=0,可得x2+2x-3=0,
解得x1=-3,x2=1,則B(1,0),
因為A(-3,0),B(1,0),且拋物線的開口向上,
所以當y>0時自變量x的取值范圍為x<-3或x>1.
評注:令y=0,通過解一元二次方程x2+2x-3=0求得點B的坐標.而由二次函數(shù)的圖象可知,要使y>0,需使拋物線上的點都在x軸的上方,即A點左側(cè)的部分以及B點右側(cè)的部分.
例3如圖5,二次函數(shù)y=x2-4x+m的圖象與y軸交于點C,點B是點C關(guān)于該二次函數(shù)圖象的對稱軸對稱的點.已知一次函數(shù)y=kx+b與二次函數(shù)的圖象交于點A(1,0)及點B.則滿足
kx+b≥x2-4x+m的x的取值范圍是( ).
A.x≤1或x≥4
B.1≤x≤4
C.x≤1或x≥5
D.1≤x≤5
解:由y=x2-4x+m可知拋物線的對稱軸為直線x=2,
∵點B和點C關(guān)于直線x=2對稱,且C的橫坐標為0,
∴點B的橫坐標為4,
∵點A的橫坐標為1,
由圖可知,當1≤x≤4時,直線AB始終在拋物線的上方,此時kx+b≥x2-4x+m,故選B項.
評注:借助圖形,將不等式問題轉(zhuǎn)化成兩個函數(shù)的不等關(guān)系問題,即可根據(jù)二次函數(shù)圖象的對稱性以及兩個函數(shù)圖象之間的關(guān)系,求出滿足條件的x的取值范圍.
總之,解答與拋物線有關(guān)的不等式關(guān)系問題,要熟練掌握二次函數(shù)的圖象及其性質(zhì)特點,借助圖象來研究、分析問題,同時還要靈活運用數(shù)形結(jié)合思想、方程思想,將拋物線與二次函數(shù)的解析式、圖象,二次不等式、二次方程關(guān)聯(lián)起來,尋找解題的思路.