二次函数(quadratic function)的基本表示形式为y=ax²+bx+c(a≠0)。二次函数最高次必须为二次,二次函数的图像是一条对称轴与y轴平行或重合于y轴的抛物线。

二次函数表达式为y=ax²+bx+c(且a≠0),它的定义是一个二次多项式(或单项式)。

如果令y值等于零,则可得一个二次方程。该方程的解称为方程的根或函数的零点。

中文名

二次函数

外文名

Quadratic function

拼音

èr cì hán shù

术语类别

数学术语

顶点坐标

(h,k)

数图

抛物线

对称轴

直线x=h

两根式

y=a(x-x1)(x-x2)

常用作图方法

五点法

函数表达式

y=ax²+bx+c(a≠0 abc为常数)

顶点式

y=a(x-h)²+k

学科

数学

基本定义

一般地,把形如

(a、b、c是常数)的函数叫做二次函数,其中a称为二次项系数,b为一次项系数,c为常数项。x为自变量,y为因变量。等号右边自变量的最高次数是2。

函数图像顶点坐标

交点式

仅限于与x轴有交点的抛物线

),

与x轴的交点坐标是

注意

:“变量”不同于“自变量”,不能说“二次函数是指变量的最高次数为二次的多项式函数”。“未知数”只是一个数(具体值未知,但是只取一个值),“变量”可在实数范围内任意取值。在方程中适用“未知数”的概念(函数方程、微分方程中是未知函数,但不论是未知数还是未知函数,

一般都表示一个数或函数

——也会遇到特殊情况),但是函数中的字母表示的是变量,意义已经有所不同。从函数的定义也可看出二者的差别,如同函数不等于函数的关系。

历史

大约在公元前480年,古巴比伦人和中国人已经使用配方法求得了二次方程的正根,但是并没有提出通用的求解方法。公元前300年左右,欧几里得提出了一种更抽象的几何方法求解二次方程。

7世纪印度的婆罗摩笈多是第一位懂得使用代数方程的人,它同时容许有正负数的根。

11世纪阿拉伯的花拉子密独立地发展了一套公式以求方程的正数解。亚伯拉罕·巴希亚(亦以拉丁文名字萨瓦索达著称)在他的著作Liber embadorum中,首次将完整的一元二次方程解法传入欧洲。

据说施里德哈勒是最早给出二次方程的普适解法的数学家之一。但这一点在他的时代存在着争议。这个求解规则是:在方程的两边同时乘以二次项未知数的系数的四倍;在方程的两边同时加上一次项未知数的系数的平方;然后在方程的两边同时开二次方(引自婆什迦罗第二)。

函数性质

对于二次函数的一般形式

,有如下性质:

1.

二次函数的图像是抛物线,但抛物线不一定是二次函数。开口向上或者向下的抛物线才是二次函数。抛物线是轴对称图形。对称轴为直线

。对称轴与抛物线唯一的交点为抛物线的顶点P。特别地,当b=0时,抛物线的

对称轴是y轴

(即直线x=0)。

2.

二次函数图像有一个顶点P,坐标为P

。当

时,P在y轴上;当

时,P在x轴上。

3.

二次项系数a决定抛物线的开口方向和大小。

当a>0时,抛物线开口向上;当a<0时,抛物线开口向下。|a|越大,则抛物线的开口越小

|a|越小,则抛物线的开口越大。

4.

一次项系数b和二次项系数a共同决定对称轴的位置。

当a与b同号时(即ab>0),对称轴在y轴左侧;当a与b异号时(即ab<0),对称轴在y轴右侧

(可巧记为:左同右异)

5.

常数项c决定抛物线与y轴交点。抛物线与y轴交于(0, c)。

6.

抛物线与x轴交点个数:

时,抛物线与x轴有2个交点。

时,抛物线与x轴有1个交点。当

时,抛物线与x轴没有交点。

7.

时,函数在

取得最小值

;在

上是减函数,在

上是增函数;抛物线的开口向上;函数的值域是

时,函数在

处取得大值

;在

上是增函数,在

上是减函数;抛物线的开口向下;函数的值域是

时,抛物线的对称轴是y轴,这时,函数是偶函数,解析式变形为

8.

定义域:R

9.值域:

当a>0时,值域是

;当a<0时,值域是

10.

奇偶性

当b=0时,此函数是偶函数;当b不等于0时,此函数是非奇非偶函数。

11.周期性:

表达式

顶点式

(a≠0,a、h、k为常数),顶点坐标为(h,k)

对称轴为直线x=h,顶点的位置特征和图像的开口方向与函数

的图像相同,当x=h时,y最大(小)值=k。有时题目会指出让你用配方法把一般式化成顶点式。

例:

已知二次函数y的顶点(1,2)和另一任意点(3,10),求y的解析式。

解:

,把(3,10)代入上式,解得

注意:

与点在平面直角坐标系中的平移不同,二次函数平移后的顶点式中,h>0时,h越大,图像的对称轴离y轴越远,且在x轴正方向上,不能因h前是负号就简单地认为是向左平移。

具体可分为下面几种情况:

当h>0时,y=a(x-h)²的图像可由抛物线y=ax²向右平行移动h个单位得到;

当h<0时,y=a(x-h)²的图像可由抛物线y=ax²向左平行移动|h|个单位得到;

当h>0,k>0时,将抛物线y=ax²向右平行移动h个单位,再向上移动k个单位,就可以得到y=a(x-h)²+k的图象;

当h>0,k<0时,将抛物线y=ax²向右平行移动h个单位,再向下移动|k|个单位可得到y=a(x-h)²+k的图象;

当h<0,k>0时,将抛物线y=ax²向左平行移动|h|个单位,再向上移动k个单位可得到y=a(x-h)²+k的图象;

当h<0,k<0时,将抛物线y=ax²向左平行移动|h|个单位,再向下移动|k|个单位可得到y=a(x-h)²+k的图象。

交点式

(仅限于与x轴即y=0有交点时的抛物线,即b-4ac≥0)。

已知抛物线与x轴即y=0有交点A(x1, 0)和B(x2, 0),我们可设

,然后把第三点代入x、y中便可求出a。

由一般式变为交点式的步骤:

(韦达定理)

重要概念:

a,b,c为常数,a≠0,且a决定函数的开口方向。a>0时,开口方向向上;a<0时,开口方向向下。a的绝对值可以决定开口大小。a的绝对值越大开口就越小,a的绝对值越小开口就越大。

由此可引导出交点式的系数

(y为截距) 二次函数表达式的右边通常为

二次

三项式。

欧拉

交点式:

有两个实根

,

,则

此抛物线的对称轴为直线

。三点式

方法1:

已知二次函数上三个点,

。把三个点分别代入函数解析式

(a≠0,a、h、k为常数),有:

得出一个三元一次方程组,就能解出a、b、c的值。

方法2:

已知二次函数上三个点,

利用拉格朗日插值法,可以求出该二次函数的解析式为:

与X轴交点的情况:

时,函数图像与x轴有两个交点,分别是

时,函数图像与x轴只有一个切点,即

时,抛物线与x轴没有公共交点。x的取值范围是虚数(

函数图像

基本图像

在平面直角坐标系中作出二次函数y=ax+bx+c的图像,可以看出,在没有特定定义域的二次函数图像是一条永无止境的抛物线。如果所画图形准确无误,那么二次函数图像将是由

平移得到的。轴对称

二次函数图像是

轴对称

图形。对称轴为直线

对称轴与二次函数图像

唯一

的交点为二次函数图象的顶点P。

特别地,当b=0时,二次函数图像的对称轴是

y轴

(即直线x=0)。是顶点的横坐标(即x=0)。

a,b同号,对称轴在y轴左侧;

a,b异号,对称轴在y轴右侧。

顶点

二次函数图像有一个顶点P,坐标为P(h,k)。

当h=0时,P在y轴上;当k=0时,P在

x轴

上。即可表示为顶点式y=a(x-h)+k(x≠0)

,

。开口

二次项系数a决定二次函数图像的开口方向和大小。当

a>0

时,二次函数图象

向上

开口;当

a<0

时,二次函数图像

向下

开口。

越大

,则二次函数图像的开口

越小

。位置决定因素

一次项系数b和二次项系数a共同决定对称轴的位置。

当a>0,与b

号时(即ab

>

0),对称轴在

y轴左

;因为对称轴在左边则对称轴

小于

0,也就是

,所以

要大于0,所以a、b要同号

当a>0,与b

号时(即ab

<

0),对称轴在

y轴右

。因为对称轴在右边则对称轴要

大于

0,也就是

, 所以

要小于0,所以a、b要异号

可简单记忆为

左同右异

,即当对称轴在y轴左时,a与b同号(即a>0,b>0或a<0,b<0);当对称轴在y轴右时,a与b异号(即a0或a>0,b<0)(ab<0)。

事实上,b有其自身的几何意义:二次函数图象与y轴的交点处的该二次函数图像切线的函数解析式(一次函数)的斜率k的值。可通过对二次函数求导得到。

交点决定因素

常数项c决定二次函数图像与y轴交点。

二次函数图像与y轴交于(0,C)点

注意:顶点坐标为(h,k),与y轴交于(0,C)。

与x轴交点数

对于函数y=a(x-h)+k,交点个数如下:

a<0;k>0或a>0;k<0时,二次函数图像与x轴有2个交点。

k=0时,二次函数图像与x轴只有1个交点。

质疑点:a<0;k<0或a>0,k>0时,二次函数图像与x轴无交点。

当a>0时,函数在x=h处取得最小值

,在xh范围内是增函数(即y随x的变大而变大),二次函数图像的开口向上,函数的值域是y>k

当a<0时,函数在x=h处取得最大值

,在xh范围内是减函数(即y随x的变大而变小),二次函数图像的开口向下,函数的值域是y当h=0时,抛物线的对称轴是y轴,这时,函数是偶函数。

对称关系

对于

一般式:

①y=ax+bx+c与y=ax-bx+c两图像关于y轴对称

②y=ax+bx+c与y=-ax-bx-c两图像关于x轴对称

③y=ax+bx+c与y=-ax+bx+c-b/2a关于顶点对称

④y=ax+bx+c与y=-ax+bx-c关于原点中心对称。(即绕原点旋转180度后得到的图形)

对于顶点式:

①y=a(x-h)+k与y=a(x+h)+k两图像关于y轴对称,即顶点(h, k)和(-h, k)关于y轴对称,横坐标相反、纵坐标相同。

②y=a(x-h)+k与y=-a(x-h)-k两图像关于x轴对称,即顶点(h, k)和(h, -k)关于x轴对称,横坐标相同、纵坐标相反。

③y=a(x-h)+k与y=-a(x-h)+k关于顶点对称,即顶点(h, k)和(h, k)相同,开口方向相反。

④y=a(x-h)+k与y=-a(x+h)-k关于原点对称,即顶点(h, k)和(-h, -k)关于原点对称,横坐标、纵坐标都相反。

(其实①③④就是对

f(x)

来说f(-x),-f(x),-f(-x)的情况

图像画法

五点法

五点草图法又被叫做五点作图法是二次函数中一种常用的作图方法。

注明:虽说是草图,但画出来绝不是草图。

五点草图法中的五个点都是极其重要的五个点,分别为:顶点、与x轴的交点、与y轴的交点及其关于对称轴的对称点。

Ps.正规考试也是用这种方法初步确定图像。但是正规考试的要求在于要列表格,取x、y,再确定总体图像。五点法是可以用在正规考试中的。

描点法

在初中数学中,要求采用描点法画出二次函数图像。

其做法与五点法类似:【以

为例】

1、列表

x……-1-0.50122.53……

……73.51-113.57……

先取顶点,用虚线画出对称轴。取与x轴两个交点(如果存在)、y轴交点及其对称点(如果存在)和另外两点及其对称点。

Ps.原则上相邻x的差值相等,但远离顶点的点可以适当减小差值

2、依据表格数据绘制函数图像,如图

方程关系

特别地,二次函数(以下称函数)

,

当y=0时,二次函数为关于x的一元二次方程(以下称方程),即

此时,函数图像与x轴有无交点即方程有无实数根。

函数与x轴交点的横坐标即为方程的根。

1.二次函数

(各式中,a≠0)的图象形状相同,只是位置不同,它们的顶点坐标及对称轴如下表:

(0,0) x=0

(0,K) x=0

(h,0) x=h

(h,k) x=h

y=ax²+bx+c

当h>0时,

的图象可由抛物线y=ax²向右平行移动h个单位得到,

当h<0时,则向左平行移动|h|个单位得到。

当h>0,k>0时,将抛物线

向右平行移动h个单位,再向上移动k个单位,就可以得到y=a(x-h)²+k(h>0,k>0)的图象

当h>0,k<0时,将抛物线

向右平行移动h个单位,再向下移动|k|个单位,就可得到y=a(x-h)²+k(h>0,k<0)的图象

当h<0,k>0时,将抛物线

向左平行移动|h|个单位,再向上移动k个单位,就可得到y=a(x+h)²+k(h<0,k>0)的图象

当h<0,k<0时,将抛物线

向左平行移动|h|个单位,再向下移动|k|个单位,就可得到y=a(x+h)²+k(h<0,k<0)的图象

在向上或向下。向左或向右平移抛物线时,可以简记为“上加下减,左加右减”。

因此,研究抛物线

(a≠0)的图像,通过配方,将一般式化为

的形式,可确定其顶点坐标、对称轴,抛物线的大体位置就很清楚了。这给画图像提供了方便。

2.抛物线

(a≠0)的图像:当a>0时,开口向上,当a<0时开口向下,对称轴是直线

,顶点坐标是

3.抛物线

(a≠0),若a>0,当

时,y随x的增大而减小;当

时,y随x的增大而增大。若a<0,当

时,y随x的增大而增大;当

时,y随x的增大而减小。

4.抛物线

的图像与坐标轴的交点:

(1)图像与y轴一定相交,交点坐标为(0, c);

(2)当

时,图像与x轴交于两点

,其中的

,

是一元二次方程

(a≠0)的两根.这两点之间的距离

另外,抛物线上任何一对对称点的距离可以由

(A为其中一点的横坐标的两倍)

时,图像与x轴只有一个切点;

时,图像与x轴没没有共。当a>0时,图像落在x轴的上方,x为任何实数时,都有y>0;当a<0时,图像落在x轴的下方,x为任何实数时,都有y<0。

5.抛物线

的最值:如果a>0,则当

时,

;如果a<0,则当

时,

顶点的横坐标,是取得最值时的自变量值,顶点的纵坐标,是最值的取值。

6.用待定系数法求二次函数的解析式

(1)当题给条件为已知图象经过三个已知点或已知x、y的三对对应值时,可设解析式(表达式)为一般形式:

(2)当题给条件为已知图像的顶点坐标或对称轴或极大(小)值时,可设解析式为顶点式:

(a≠0)。

(3)当题给条件为已知图像与x轴的两个交点坐标时,可设解析式为两根式:

(a≠0)。

学习方法

知识要点

1.要理解函数的意义。

2.要记住函数的几个表达形式,注意区分。

3.一般式,顶点式,交点式,等,区分对称轴,顶点,图像,y随着x的增大而减小(增大)(增减值)等的差异性。

4.联系实际对函数图象的理解。

5.计算时,看图像时切记取值范围。

6.随图象理解数字的变化而变化。二次函数考点及例题

二次函数知识很容易与其他知识综合应用,而形成较为复杂的综合题目。因此,以二次函数知识为主的综合性题目是中考的热点考题,往往以大题形式出现。

误区提醒

(1)对二次函数概念理解有误,漏掉二次项系数不为0这一限制条件;

(2)对二次函数图像和性质存在思维误区;

(3)忽略二次函数自变量取值范围;

(4)平移抛物线时,弄反方向

定义与表达式152次播放02:55二次函数和二次方程由什么联系和区别?

一般地,自变量x和因变量y之间存在如下关系:

(a,b,c为常数,a≠0,且a决定函数的开口方向,a>0时,开口方向向上,a<0时,开口方向向下,IaI还可以决定开口大小,IaI越大开口就越小,IaI越小开口就越大.)

则称y为x的二次函数。

二次函数表达式的右边通常为二次三项式。

三种表达式

一般式:

(a,b,c为常数,a≠0)

顶点式:y=

[抛物线的顶点P(h, k)]

交点式:

[仅限于与x轴有交点

的抛物线]

注:在3种形式的互相转化中,有如下关系:

抛物线的性质2095次播放01:29【二次函数】 17 二次函数的图像变换

1.抛物线是轴对称图形。对称轴为直线

对称轴与抛物线唯一的交点为抛物线的顶点P。

特别地,当b=0时,抛物线的对称轴是y轴(即直线x=0)

2.抛物线有一个顶

点P,坐标为

时,P在y轴上;当

时,P在x轴上。

3.二次项系数a决定抛物线的开口方向,|a|决定抛物线开口大小。

当a>0时,抛物线开口向上;当a<0时,抛物线开口向下

|a|越大,则抛物线的开口越小。

4.一次项系数b和二次项系数a有1个交点。

5.常数项c决定抛物线与y轴交点。抛物线与y轴交于(0,c)

抛物线与x轴

交点个数

>0时,抛物线与x轴有2个交点。

=0时,抛物线与x轴有1个交点。

<0时,抛物线与x轴没有交点。系数表达的意义

a.决定抛物线的开口方向和大小。当a>0时,抛物线向上开口;当a<0时,抛物线向下开口。

b.和a共同决定对称轴的位置。当a与b同号时(即ab>0),对称轴在y轴左;当a与b异号时(即ab<0),对称轴在y轴右。

c.决定抛物线与y轴交点。抛物线与y轴交于(0,c)