【摘 要】解二次函數解析式是中學數學綜合應用題的重點內容。本文通過舉例分析、歸納了如何靈活運用待定系數法快速、準確地求二次函數解析式的五種方法:一般式法、交點式法、頂點式法、平移法、旋轉法。
【關鍵詞】二次函數 解析式 解法技巧
【中圖分類號】 G 【文獻標識碼】 A
【文章編號】0450-9889(2015)03B-0075-02
二次函數在中學數學中占據重要地位。歷年來,二次函數綜合題都作為重要的題目出現在考試中。解決這類綜合題關鍵一步是求二次函數解析式。求二次函數解析式是難點,求法也錯綜復雜,無論采用哪種方法求解,都可歸納為待定系數法。根據筆者的教學經驗,在此講解求二次函數解析式的五種常用的方法:一般式法、頂點式法、交點式法、平移法、旋轉法。
首先要記住二次函數解析式有三種表達式:
1.一般式:y=ax2+bx+c (a≠0)。
2.頂點式:y=a(x-h)2+k (a≠0),頂點(h,k)。
3.交點式:y=a(x-x1)(x-x2) (a≠0)(其中x1,x2是拋物線與x軸兩個交點的橫坐標)。
下面以實例說明,如何快、準、狠求出二次函數解析。
一、靈活運用一般式解題
例1 已知二次函數的圖象經過(1,0),(-2,3),(-1, 4),求這個函數的解析式。
〖技巧點撥〗
本題給出二次函數圖象經過不同三點的坐標,通??稍O一般式:y=ax2+bx+c (a≠0), 其中a表示二次項系數,b表示一次項系數,c表示常數項。因為滿足二次函數解析式的點,一定在這個二次函數的圖象上,反過來,二次函數圖象上點的坐標一定滿足這個二次函數解析式。所以將已知三點的坐標分別代入一般式,構成三元一次方程組,解方程組得a,b,c 的值,再代回所設的函數關系式,即為所求的二次函數解析式。
二、靈活運用頂點式解題
例2 已知二次函數圖象頂點為(1,3),且過點(2,4),求該二次函數的解析式。
〖技巧點撥〗
已知拋物線的頂點坐標或對稱軸或最值,解題時通??稍O頂點式:y=a(x-h)2+k (a≠0),其中(h,k)是拋物線的頂點坐標,把頂點坐標和經過的點的坐標分別代入頂點式,即可求出 a 的值,從而求得二次函數的解析式。
當然,頂點式有時也可轉換為一般式,如本題中給出了頂點坐標,從而得出函數的對稱軸為直線x=1,根據二次函數圖象的對稱性,很容易求出點(2,4)關于對稱軸為對稱的對稱點(0,4)。頂點加上兩個對稱點,就得到了三點,也就滿足了二次函數一般式的條件了,這樣也可用一般式求解。顯然,用二次函數頂點式解答比用一般式解答簡便多了。
通常已知兩點的坐標是不能求出 a,b,c 的值的,也就是說不能用一般式來求解析式。由于頂點式中要確定a,h,k 的值,而已知頂點坐標就是h和k 的值。用頂點式時,只要給出另一點的坐標就能確定 a 的值,即可求出二次函數解析式。所以,當已知拋物線的頂點坐標,或能夠先求出拋物線的頂點坐標,對稱軸,最大值或最小值,圖象與x 軸截得的線段長等條件時,設頂點式解題十分簡潔,這樣用已經的點的坐標就能確定未知數 a ,從而求得解析式。在應用題中,有關隧道、橋拱、投籃、彈道曲線等問題,一般用二次函數頂點式求解比較簡便。
三、靈活運用交點式解題
例3 已知拋物線與 x 軸交點坐標為(-1,0),(2,0),且過點(1,2),求二次函數的解析式。
〖技巧點撥〗
本題已知三點坐標,可用一般式求二次函數解析式;又因為已知有兩點是拋物線與x軸的兩個交點,也可用交點式求二次函數解析式,經比較用交點式解答,比較簡便.
例4 已知二次函數圖象經過A(-2,0),B(4,0),C(0,-2)三點,求此二次函數的解析式。
〖技巧點撥〗
很多同學看到此例,會想到用二次函數一般式求解,將已知三點坐標分別代入一般式去,通過解三元一次方程組,求得a,b,c 的值,即可得所求的二次函數解析式。而往往忽略了 A和B 兩點的坐標是二次函數圖象與x軸的交點坐標這個特點,如果利用這個特點,用交點式來求解就相對比較簡單、容易。
例5 若二次函數經過點(2,0),(4,0)且函數最小值是-2,求函數解析式。
〖技巧點撥〗
方法一:本題可直接設為交點式y=a(x-2)(x-4),然后根據最小值為-2,求得頂點坐標為(3,-2),再把頂點坐標代入交點式得a=2,從而得出二次函數解析式為y=2(x-2)(x-4),即y=2x2-12x+16。
方法二:本題也可以(下轉第82頁)(上接第75頁)根據已知條件的兩個交點坐標,求出對稱軸x=3,從而求出頂點坐標(3,-2),可設二次函數頂點式解題,較為簡便。
方法三:從上面兩種方法可知頂點坐標是容易求出來的,因有三點坐標,可用一般式求解,但這種解法太麻煩。
通常,若已知拋物線與x軸有兩個交點,或對稱軸時,選交點式解答比較簡單。
四、用平移法解題
例6 把函數y=x 2+4x-5的圖象向右平移3 個單位,再向上平移2 個單位,求平移后拋物線的解析式。
〖技巧點撥〗
先把函數y=x 2+4x-5 進行配方,得到頂點式:y=(x+2)2-9,把圖象向右平移2 個單位,得到y=(x+2-2)2-9,再向上平移3 個單位,得到y=(x+2-2)2-9+3,化簡得二次函數解析式為y=x2-6 。
用平移法求二次函數解析式時,要先通過配方把解析式化為頂點式,牢記:在平移過程中,二次項的系數不變,只是拋物線的頂點位置發生改變。在平移過程中,按左加,右減,上加,下減的方法進行。
五、用180°旋轉法解題
〖技巧點撥〗
記?。?旋轉180°,只是拋物線的開口方向發生了變化,由開口向上(下)變為開口向下(上),但拋物線的頂點位置沒有改變,所以可用頂點式:y=a(x-h)2+k求解,只要將 a 的符號改變,即可求出二次函數解析式。
上面介紹了五種求二次函數解析式的方法。這五種求法有利有弊,用頂點式和交點式解題比較簡單,但是受條件限制,不是所有題目都能用。如果題目出現頂點或與頂點有關的條件時,用頂點式解題,比較簡便;如果題目出現與x軸相交的交點坐標,或隱含與交點坐標有關的條件時,就用交點式解答比較簡便;如果條件是給出經過不同的三點的坐標時,則用一般式解答,比較明了,但解題時要用到三元一次方程組的解法(在初中階段是選學內容),很多同學不掌握。雖然用一般式求二次函數解析式是易掌握易理解運用,但三元一次方程組難解,也成為學生的難點。
總之,求二次函數解析式的方法比較靈活,在解答有關二次函數的綜合題時,采用哪種方法解答比較簡便,就必須仔細分析題目給出的已知條件,結合圖形以及二次函數的有關性質來選擇解法。平時訓練時要注意總結解題規律,看有多少種基本解法,要做到心中有數。只有這樣才能選擇適當方法來解答,使計算過程簡單化,達到迅速解題的目的。這就是快、準、狠求二次函數解析式的技巧。
(責編 盧建龍)