二次函數y=ax2■+bx+c(a、b、c是常數,且a≠0)是描述現實世界變量之間的關系的重要數學模型,其圖象和性質都比一次函數和反比例函數復雜,二次函數與一元二次方程聯系緊密,相關的計算量也較大,特別是二次函數的應用更加廣泛和靈活多變,因此本章的學習有一定難度,同學們常常會在以下方面出現錯誤.
對二次函數概念的理解不到位
例1函數y=(m+2)x■+2x-1是二次函數,則m=?搖?搖?搖 ?搖.
錯誤解答?搖由m2-2=2,得m=±2,
所以當m=±2時,函數y=(m+2)x■+2x-1是二次函數.
正確解答 函數y=(m+2)x■+2x-1是二次函數,所以m2-2=2且m+2≠0.
由m2-2=2,得m=±2,由m+2≠0得m≠-2,所以m=2.
點評 一般地,形如y=ax2+bx+c(a、b、c是常數,且a≠0)的函數稱為二次函數,其中二次項系數a≠0是經常考查的知識點,這是一個隱含條件,務必牢記.
二次函數平移后的函數關系式易寫錯
例2 將二次函數y=-■x2的圖象向左平移4個單位可得函數?搖?搖 ?搖?搖的圖象.
錯誤解答 y=-■(x-4)■.
正確解答 y=-■(x+4)■.
點評 1. 二次函數圖象的上下平移較簡單,二次函數y=a(x-h)2+k向上平移m個單位得y=a(x-h)■+k+m,向下平移m個單位得y=a(x-h)■+k-m.二次函數圖象的左右平移后的關系式易出錯,結論常常會寫反了,上例錯解即是此類錯誤,實際上二次函數y=a(x-h)■+k向左平移n個單位為y=a(x-h+n)■+k,向右平移n個單位為y=a(x-h-n)■+k.
2. 在平移圖象時,圖象上面所有點都作同樣的平移,因此研究二次函數圖象平移時,由它的頂點平移情況來進行判斷會比較簡單.如本例y=-■x2的頂點為(0,0),圖象向左平移4個單位,則新的頂點坐標為(-4,0),因此向左平移4個單位后的函數關系式為y=-■(x+4)■.
二次函數的系數a、b、c與圖象位置之間關系
例3 已知二次函數y=ax2+bx+c(a≠0)的圖象如圖所示,分析以下4個結論:
① abc>0,② a+b+c<0,③ a-b+c<0,④ 2a+b<0,其中正確的是?搖?搖?搖 ?搖.
錯誤解答 ③.
正確解答 ③④.
點評 本例4個結論中,結合圖象易得a<0,c>0,b>0, 故①錯誤;當x=1時,y>0,即a+b+c>0,當x=-1時,y<0,即a-b+c<0,故②錯誤,③正確;由x=-■<1且a<0,得-b>2a,即2a+b<0,故④正確.對于④2a+b<0,看到2a,b要聯想到對稱軸x=-■,這往往易被同學們忽略,從而導致錯誤.
同一平面直角坐標系中涉及幾類函數圖象的問題
例4 下列各圖是在同一直角坐標系內二次函數y=ax2+(a+c)x+c與一次函數y=ax+c的大致圖象,其中正確的是( )
錯誤解答 C.
正確解答 D.
點評 1. 解決此類問題可采用排除法,選項A中由拋物線開口方向知a<0,由一次函數圖象知a>0,矛盾,故錯誤;同理得選項B也錯誤;選項C,由拋物線位置得a>0,c<0,由直線位置得a>0,c<0,兩圖象都與y軸交于點(0,c),二者相符;同理選項D也相符.再觀察選項C與選項D,不同的是另一個交點的位置,于是解方程組y=ax2+(a+c)x+c,y=ax+c,得x1=0,y1=c,或x2=-■,y2=0.故兩個圖象的交點坐標為(0,c)和-■,0,即另一個交點-■,0在x軸上,故選項D正確.
2. 本例最易錯的地方是發現選項C不矛盾,選項D就不再觀察和考慮了,而直接選C.在解題時一定要仔細觀察,把題目讀完.數形結合,靈活運用一次函數、反比例函數、二次函數等各類函數的性質與圖象特征(特別是交點)來解決問題.
函數與方程的關系問題
例5 若函數y=mx2-6x+2的圖象與x軸只有一個公共點,求m的值.
錯誤解答 因為函數y=mx2-6x+2的圖象與x軸只有一個公共點,所以b2-4ac=0,即(-6)2-4m×2=0,m=■.
正確解答 若m=0,則y=-6x+2,函數圖象與x軸只有一個公共點;
若m≠0,則y=mx2-6x+2為二次函數,圖象與x軸只有一個公共點時b2-4ac=0,即(-6)2-4m×2=0,所以m=■.
所以,函數y=mx2-6x+2的圖象與x軸只有一個公共點時,m=0或m=■.
點評 本例應分類討論,容易出現漏掉m=0時函數為一次函數的情況.避免錯誤的方法是認真讀題和審題.
利用二次函數求最大(小)值時忽略自變量的取值范圍
例6 如圖,已知邊長為4的正方形CDEF截去一角后變成五邊形ABCDE,其中AE=2,BF=1.請在AB上求一點P,使矩形PNDM面積最大.
錯誤解答 設點P到EF距離PQ=x,則PN=4-x,FG=PQ=x,GB=1-x.
由△BPG∽△BAF,得■=■,即■=■,所以PG=2(1-x),所以PM=4-PG=4-2(1-x)=2+2x,則
矩形PNDM的面積S=PN·PM=(4-x)(2+2x)=-2x2+6x+8=-2x-■■+■,
所以,當x=■時,S■=■.
正確解答 上文已求出矩形PNDM的面積S=-2x-■■+■.
則此二次函數圖象頂點為■,■,而自變量取值范圍為0≤x≤1,■不在其內,對稱軸左側y隨x的增大而增大,當x=1時,S有最大值.
所以,當x=1時,S■=12.即點P取在B處時,矩形PNDM面積最大.
點評 二次函數在某部分區間上的最值不一定在頂點處.本例錯解就是因為忽略了自變量的取值范圍.在利用二次函數求最值時,列出函數關系式后,一定要求出自變量的取值范圍.如果頂點橫坐標在取值范圍內,則最值就是頂點的縱坐標;如果頂點橫坐標不在取值范圍內,則根據自變量的取值范圍,確定圖象的最高點或最低點后求出最值.