二次函数的定义和一般形式

2021-12-19 17:01

一、二次函数的定义和一般形式

1、二次函数

一般地,形如$y=ax^2+bx+c$($a$,$b$,$c$是常数,$a≠0$)的函数,叫做二次函数。其中,$x$是自变量,$a$,$b$,$c$分别是函数解析式的二次项系数、一次项系数和常数项。

注意:① 二次函数中自变量的最高次数必须是2,也就是说在$y=ax^2+bx+c$中,$a≠0$,而$b$,$c$可以为0。② 含自变量的代数式是整式,而不是分式或根式。

2、二次函数的一般形式

(1)任何一个二次函数的解析式都可以化成$y=ax^2+bx+c$($a$,$b$,$c$是常数,$a≠0$)的形式,因此,把$y=ax^2+bx+c$($a$,$b$,$c$是常数,$a≠0$)叫做二次函数的一般形式。

(2)二次函数一般形式的结构特征:① 函数的关系式是整式;② 自变量的最高次数是2;③ 二次项系数不等于零。

3、二次函数的顶点式

由于从$y=$$a(x-h)^2+$$k(a≠0)$中可直接看出抛物线的顶点坐标,所以通常把$y=$$a(x-h)^2+$$k(a≠0)$叫做二次函数的顶点式。

顶点式的特点:$y=$$a(x-h)^2+$$k(a≠0)$的图象的顶点坐标为$(h,k)$,对称轴为直线$x=h$。

4、二次函数的交点式

由于从$y=a(x-x_1)(x-x_2)(a≠0)$中可直接看出抛物线与$x$轴的两个交点的坐标$(x_1,0)$,$(x_2,0)$,所以通常把$y=$$a(x-x_1)$$(x-x_2)$$(a≠0)$叫做二次函数的交点式。

注:①一般式、顶点式、交点式是二次函数常见的表达式,它们之间可以互相转化。

② 顶点式、交点式化为一般式,主要运用去括号、合并同类项等方法。

③ 一般式化为顶点式、交点式,主要运用配方法、因式分解等方法。

5、二次函数$y=ax^2+bx+c$的图象与性质

二次函数$y=ax^2+bx+c$($a$,$b$,$c$是常数,$a≠0$)

(1)当$a>0$时

图象开口向上;对称轴为$x=-frac{b}{2a}$;顶点坐标为$left(-frac{b}{2a},frac{4ac-b^2}{4a} ight)$;当$x<-frac{b}{2a}$时,$y$随$x$的增大而减小;当$x>-frac{b}{2a}$时,$y$随$x$的增大而增大;当$x=-frac{b}{2a}$时,$y$有最小值,此时$y_{最小值}=frac{4ac-b^2}{4a}$。

(2)当$a<0$时

图象开口向下;对称轴为$x=-frac{b}{2a}$;顶点坐标为$left(-frac{b}{2a},frac{4ac-b^2}{4a} ight)$;当$x<-frac{b}{2a}$时,$y$随$x$的增大而增大;当$x>-frac{b}{2a}$时,$y$随$x$的增大而减小;当$x=-frac{b}{2a}$时,$y$有最大值,此时$y_{最大值}=frac{4ac-b^2}{4a}$。

因为抛物线$y=ax^2+bx+c$($a$,$b$,$c$是常数,$a≠0$)的对称轴为直线$x=-frac{b}{2a}$,当对称轴在$y$轴左侧时,$-frac{b}{2a}<0$,即$frac{b}{2a}>0$,所以$a$与$b$同号;反之,$a$与$b$异号,故可记为“左边同号,右边异号($a$与$b$)”。

6、二次函数$y=a(x-h)^2+k(a≠0)$的图象与性质

二次函数$y=a(x-h)^2+k(a≠0)$

(1)开口

当$a>0$时,开口向上,并向上无限延伸。

当$a<0$时,开口向下,并向下无限延伸。

$|a|$越大,开口越小;$|a|$越小,开口越大。

(2)对称轴及顶点坐标

关于直线$x=h$对称;顶点坐标为$(h,k)$。

(3)增减性

当$a>0$时,$x<h$时,即在对称轴的左侧,$y$随$x$的增大而减小;$x>h$时,即在对称轴的右侧,$y$随$x$的增大而增大。

当$a<0$时,$x<h$时,即在对称轴的左侧,$y$随$x$的增大而增大;$x>h$时,即在对称轴的右侧,$y$随$x$的增大而减小。

(4)最值

$a>0$时,二次函数有最小值,即当$x=h$时,$y{最小值}=k$,此时最低点为顶点$(h,k)$;$a<0$时,二次函数有最大值,即当$x=h$时,$y{最大值}=k$, 此时最高点为顶点$(h,k)$。

7、抛物线的平移

(1)抛物线$y=ax^2$与抛物线$y=ax^2+$$bx+c$形状相同,位置不同。把抛物线$y=ax^2$向左$left(frac{b}{2a}>0 ight)$或向右$left(frac{b}{2a}<0 ight)$平移$left|frac{b}{2a} ight|$一个单位;再向上$left(frac{4ac-b^2}{4a}>0 ight)$或向下$left(frac{4ac-b^2}{4a}<0 ight)$平移$left|frac{4ac-b^2}{4a} ight|$个单位可得到$y=ax^2+$$bx+c$的图象。

(2)一般地,抛物线$y=a(x-h)^2+k$与抛物线$y=ax^2$形状相同,位置不同,把抛物线$y=ax^2$向上$(k>0)$或向下$(k<0)$平移$|k|$个单位;再向左$(h<0)$或向右$(h>0)$平移$|h|$个单位可得到$y=a(x-h)^2+k$的图象,简记为:“左加右减括号内,括号外上加下减”。

8、二次函数与一元二次方程的关系

二次函线数$y=ax^2+$$bx+c$$(a≠0)$,当$y=0$时,得到一元二次方程$y=ax^2+$$bx+c=0$$(a≠0)$。一元二次方程的解就是二次函数的图象与$x$轴交点的横坐标,因此,二次函数图象与$x$轴的交点情况决定一元二次方程根的情况。

9、二次函数图象的对称性

二次函数$y=ax^2+$$bx+c$$(a≠0)$的图象是轴对称图形,它关于$x=-frac{b}{2a}$对称。对称轴与抛物线的交点为二次函数图象的顶点。

10、待定系数法求二次函数解析式的方法

用待定系数法可求出二次函数的解析式,确定二次函数解析式一般需要三个独立条件,根据不同条件选择不同的设法。

(1)设一般式:$y=ax^2+$$bx+c$$(a≠0)$。

若已知条件是图象上的三个点,则设所求二次函数为$y=ax^2+$$bx+c$$(a≠0)$,将已知条件代入解析式,得到关于$a$,$b$,$c$的三元一次方程组,解方程组求出$a$,$b$,$c$的值,即可得到解析式。

(2)设顶点式:$y=a(x-h)^2+k(a≠0)$。

若已知二次函数图象的顶点坐标或对称轴方程与最大值(或最小值),则设所求二次函数为$y=$$a(x-h)^2+$$k(a≠0)$,将已知条件代入,求出待定系数,最后将解析式化为一般形式。

(3)设交点式:$y=a(x-x_1)(x-x_2)(a≠0)$。

若已知二次函数图象与$x$轴的两个交点的坐标为$(x_1,0)$,$(x_2,0)$,则设所求二次函数为$y=$$a(x-x_1)$$(x-x_2)$$(a≠0)$,将第三个点的坐标$(m,n)$(其中$m$,$n$为已知数)或其他已知条件代入,求出待定系数$a$,最后将解析式化为一般形式。

二、二次函数的相关例题

若一次函数$y=ax+b(a≠0)$的图象与$x$轴的交点坐标为$(-2,0)$,则抛物线$y=ax^2+bx$的对称轴为___

A.直线$x=1$

B.直线$x=-2$

C.直线$x=-1$

D.直线$x=-4$

答案:C

解析:把$(-2,0)$代入$y=ax+b$中,得$0=-2a+b$,即$b=2a$。则抛物线$y=ax^2+bx$的对称轴为直线$x=$$-frac{b}{2a}=$$-frac{2a}{2a}=$$-1$。故选C。

智选大学

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