【摘要】 二次函數(shù)作為初中數(shù)學(xué)的一個重要組成部分,不僅在函數(shù)與方程的知識體系中具有核心地位,更在解決各類實際問題中發(fā)揮著重要作用.因此,理解和掌握二次函數(shù)的解題方法和技巧,對提高學(xué)生數(shù)學(xué)能力和解題水平至關(guān)重要.本文主要圍繞初中數(shù)學(xué)中的二次函數(shù)解析式,探討和分析多種解題方法和技巧.
【關(guān)鍵詞】初中數(shù)學(xué);二次函數(shù);解題方法
初中數(shù)學(xué)作為一門重要的基礎(chǔ)學(xué)科,不僅涵蓋了數(shù)學(xué)的基本概念和原理,還為學(xué)生提供了豐富的解題方法和技巧.其中,二次函數(shù)作為初中數(shù)學(xué)的重要內(nèi)容之一,其解析式的求解更是考查學(xué)生數(shù)學(xué)能力的重要方面.本文將以二次函數(shù)解析式為例,探討初中數(shù)學(xué)解題方法與技巧,以此為學(xué)生提供有效的學(xué)習(xí)指導(dǎo).
1 二次函數(shù)解析式概述
二次函數(shù)是形如y=ax2+bx+c(a≠0)的函數(shù),其中a,b,c為常數(shù),且a不等于0.二次函數(shù)的解析式求解是初中數(shù)學(xué)的重要知識點,也是中考數(shù)學(xué)的常見題型.通過求解二次函數(shù)的解析式,可以幫助學(xué)生更好地理解和掌握二次函數(shù)的性質(zhì)和應(yīng)用.
2 二次函數(shù)解析式的求解方法
2.1 一般式法
一般式法是最常見的求解二次函數(shù)解析式的方法.當(dāng)題目給出拋物線上任意三個點的坐標(biāo)時,可以設(shè)一般式y(tǒng)=ax2+bx+c(a≠0),然后將這三個點的坐標(biāo)代入方程,求出a,b,c的值,從而得到二次函數(shù)的解析式.
例1 已知二次函數(shù)圖象經(jīng)過A(2,-4),B(0,2),C(-1,2)三點,求這個二次函數(shù)的解析式.
解析 設(shè)二次函數(shù)解析式為y=ax2+bx+c,
因為B(0,2)在函數(shù)圖象上,
所以c=2,
所以y=ax2+bx+2.
因為A(2,-4),C(-1,2)兩點在函數(shù)圖象上,
所以-4=4a+2b+2,2=a-b+2,
解得a=-1,b=-1,
所以函數(shù)的解析式為:y=-x2-x+2.
2.2 頂點式法
當(dāng)題目給出拋物線的頂點坐標(biāo)或?qū)ΨQ軸時,可以采用頂點式法求解二次函數(shù)的解析式.頂點式y(tǒng)=a(x-h(huán))2+k(a≠0)中,(h,k)為拋物線的頂點坐標(biāo).已知頂點坐標(biāo)(h,k)或最值k,對稱軸方程x=h后,只需要再代入一個點的坐標(biāo)求出a的值即可.
例2 已知一個二次函數(shù)的圖象經(jīng)過點(4,-3),且當(dāng)x=3時有最大值4,試求出這個二次函數(shù)的解析式.
解析 此例題可采用待定系數(shù)法中的一般式法和頂點式法兩種方法進(jìn)行解題,因知曉其最值,將采用頂點式法進(jìn)行解答.
設(shè)二次函數(shù)解析式為y=a(x-h(huán))2+k(a≠0),
因為當(dāng)x=3時,y取最大值4,所以頂點坐標(biāo)為(3,4),
所以h=3,k=4,
所以二次函數(shù)解析式為:y=a(x-3)2+4,
即a(4-3)2+4=-3,得出a=-7,
所以y=-7(x-3)2+4=-7x2+42x-59,
故二次函數(shù)的解析式為y=-7x2+42x-59.
2.3 交點式法
當(dāng)題目給出拋物線與x軸的兩個交點的橫坐標(biāo)時,可以采用交點式法求解二次函數(shù)的解析式.交點式y(tǒng)=a(x-x1)(x-x2)(a≠0)中,x1,x2分別為拋物線與x軸的兩個交點的橫坐標(biāo).已知兩個交點的橫坐標(biāo)后,只需要再代入一個點的坐標(biāo)求出a的值即可.
當(dāng)知道拋物線與x軸的交點坐標(biāo)、對稱軸方程或頂點的橫坐標(biāo)時選用交點式解題比較方便.
(1)當(dāng)Δ=b2-4ac≥0,拋物線與x軸相交,y=ax2+bx+c=a(x-x1)(x-x2).
當(dāng)Δ=b2-4ac>0,有兩個交點,分別是(x1,0)和(x2,0);
當(dāng)Δ=b2-4ac=0,只有一個交點,
即頂點-b2a,4ac-b24a.
(2)當(dāng)Δ=b2-4ac<0時,方程ax2+bx+c=0無解,二次三項式ax2+bx+c不能分解,拋物線與x軸不相交.
(3)若拋物線與x軸的兩個交點的橫坐標(biāo)分別為x1,x2,那么對稱軸方程為:x=x1+x22.
例3 已知拋物線與x軸的交點為(-1,0),(3,0),函數(shù)的最大值為4.
(1)求拋物線的對稱軸;
(2)求拋物線的解析式.
解析 (1)依題意,設(shè)函數(shù)解析式為y=a(x+1)(x-3),
所以y=a(x2-2x-3)=a(x2-2x+1-4)=a(x-1)2-4a,
所以拋物線的對稱軸為x=1.
(2)因為函數(shù)的最大值為4,
所以-4a=4,a=-1,
所以拋物線的解析式為y=-(x2-2x-3)=-x2+2x+3.
例4 二次函數(shù)圖象經(jīng)過點(1,4),(-1,0)和(3,0)三點,求該二次函數(shù)的解析式.
解析 這一例題將采用以上三種不同解題方法進(jìn)行解題,以便于加深理解,幫助學(xué)生更好地理解與掌握二次函數(shù)解析式的解題思路.
解法1 一般式法
設(shè)二次函數(shù)的表達(dá)式為y=ax2+bx+c,
由題意可知a+b+c=4,a-b+c=0,9a+3b+c=0,
解得a=-1,b=2,c=3,
故此二次函數(shù)解析式為y=-x2+2x+3.
解法2 頂點式法
因為拋物線與x軸相交于兩點(-1,0)和(3,0),所以點(1,4)為拋物線的頂點,
由題意設(shè)二次函數(shù)解析式為y=a(x-h(huán))2+k,
即y=a(x-1)2+4,
因為拋物線過點(-1,0),
所以a=-1,
所以該二次函數(shù)的解析式為y=-(x-1)2+4=-x2+2x+3.
解法3 交點式法
由題意可知拋物線與X軸的交點坐標(biāo)為(-1,0),(3,0).
設(shè)二次函數(shù)解析式為y=a(x-x1)(x-x2),
則有y=a(x+1)(x-3),
因為函數(shù)圖象過點(1,4),解得a=-1,
所以該二次函數(shù)的解析式為y=-(x+1)(x-3)=-x2+2x+3.
3 結(jié)語
通過對求解二次函數(shù)解析式的方法與技巧的研究,有助于提高學(xué)生的解題能力和數(shù)學(xué)思維能力.同時,本文也可以為初中數(shù)學(xué)教師提供教學(xué)參考和指導(dǎo),促進(jìn)初中數(shù)學(xué)教學(xué)的改進(jìn)和發(fā)展,具有一定的實踐意義和應(yīng)用價值.
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