二次函数与一元二次方程
讲解
代数和几何在这里接上了头。令 y = 0,二次函数就变成方程 ax² + bx + c = 0;“解方程”和“找抛物线与 x 轴的交点”是同一件事的两种说法。在下面的实验里拖动 c(常数项),把整条抛物线往上或往下推,看它与 x 轴的交点个数怎么变:
规律:Δ = b² - 4ac > 0 时方程有两个不相等的根,抛物线穿过 x 轴两次;Δ = 0 时两个根重合,抛物线恰好“碰”一下 x 轴(相切);Δ < 0 时方程无实根,抛物线整个悬在 x 轴上方(或下方),与 x 轴没有交点。反过来,如果已知抛物线与 x 轴交于 x₁ 和 x₂,可以直接写出第三种表达形式——交点式 y = a(x - x₁)(x - x₂),它是待定系数法里最省力的设式方式(见下一节)。
现实里能做什么
盈亏平衡点
开店最常算的一个数:卖多少件才不亏。收入 = 成本,移项就是方程,解出来的根就是盈亏平衡点,在图上它就是曲线与横轴的交点。
知识要点
- 抛物线与 x 轴交点的横坐标 = 对应方程的根
- Δ > 0:两个交点;Δ = 0:一个交点;Δ < 0:无交点
- 交点式 y = a(x - x₁)(x - x₂) 是二次函数的第三种表达形式
典型例题(点击展开题解)
例 1求抛物线 y = x² - 2x - 3 与 x 轴的交点坐标。
求抛物线 y = x² - 2x - 3 与 x 轴的交点坐标。
- 与 x 轴相交意味着 y = 0,解方程:x² - 2x - 3 = 0
- 因式分解:(x - 3)(x + 1) = 0
- 解得 x₁ = 3,x₂ = -1。
- 交点的纵坐标是 0,所以交点为 (3, 0) 和 (-1, 0)。
交点为 (3, 0) 和 (-1, 0)。"函数的根"与"图像交点"是同一件事的代数与几何两种说法。可在演示里把 b = -2、c = -3 调出来对照。
例 2已知抛物线 y = x² + bx + 4 与 x 轴只有一个公共点,求 b…
已知抛物线 y = x² + bx + 4 与 x 轴只有一个公共点,求 b 的值。
- "与 x 轴只有一个公共点"翻译成代数语言:方程 x² + bx + 4 = 0 有两个相等的实数根,即 Δ = 0。
- 写判别式:Δ = b² - 4 × 1 × 4 = b² - 16
- 令 Δ = 0:b² = 16,解得 b = ±4。
b = 4 或 b = -4。几何条件(交点个数)与代数条件(判别式符号)的互相翻译,是这类题的核心。