1、. 4.二次函数二次函数 初中数学里,二次函数是重点内容,是(河南省)中考的压轴题,是热点;高中数学里, 二次函数是基础内容,相关知识要求熟练掌握这本没有什么毛病,但问题在于初高中数学 对二次函数的着力点不同:中考不要求记忆顶点坐标公式,不要求掌握两根式(解析式的一 种形式) ,不常求解二次函数在给定范围上的最值问题(绝不是重点) ,殃及的还有一元二次 方程的韦达定理 (不要求记忆) 而这些在高中老师眼里统统都是常识, 必须熟练, 熟练, 再熟练!二次函数虽是中考压轴题,但也只是一个载体(仅提供点的坐标关系) ,在此基础 上讨论几何图形的相关问题,最终还是几何,二次函数也就是个空壳儿 4.2
2、最值问题最值问题 本节我们研究二次函数的最值问题,如下结论应是初中生所熟悉的: (1)当0a ?时,二次函数 2 yaxbxc?的图象是开口向上的抛物线,顶点 2 4 , 24 bacb aa ? ? ? ? 为图象的最低点在对称轴的左侧,即当 2 b x a ? ?时,y随x的增大而 减小;在对称轴的右侧,即当 2 b x a ? ?时,y随x的增大而增大则当 2 b x a ? ?时,函数 取最小值 2 4 4 acb a ? (2)当0a ?时,二次函数 2 yaxbxc?的图象是开口向下的抛物线,顶点 2 4 , 24 bacb aa ? ? ? ? 为图象的最高点在对称轴的左侧,即当
3、 2 b x a ? ?时,y随x的增大而 增大;在对称轴的右侧,即当 2 b x a ? ?时,y随x的增大而减小则当 2 b x a ? ?时,函数 取最大值 2 4 4 acb a ? 从这两个结论里,我们发现: (1)开口向上的抛物线有最小值,开口向下的抛物线有最大值; (2)y 随 x 的变化情况在对称轴两侧恰好相反; (3)函数的最大(小)值与 y 随 x 的变化情况有关 注:这里“y 随 x 的变化情况”其实就是函数的单调性,单调性是函数图象的直观性质, 容易接受与理解以上是初中对单调性的语言描述,到必修 1 只是换个说法而已 上面说的最大(小)值是对整个二次函数(抛物线)而言,
4、我们进一步思考:二次函数 在一段图象上 (比如限定mxn?) 的最大 (小) 值又与什么有关呢?就是把xm?和xn? 分别代入解析式吗?答案是否定的,我们得分类讨论以开口向上的二次函数为例,有以下 三种情形: (1) 范围mxn?在对称轴的左侧, 如图 1 此时将xm?代入得最大值, 将xn?代 入得最小值; (2) 范围mxn?在对称轴的右侧, 如图 2 此时将xm?代入得最小值, 将xn?代 . 入得最大值; (3) 范围mxn?包含对称轴, 如图 3 此时在对称轴处取得最小值, 将xm?和xn? 分别代入解析式,谁更大谁就是最大值;或者依据图象的对称性,谁离对称轴远就将谁代入 得最大值
5、x nm x nm x mn 图 1 图 2 图 3 课堂例题课堂例题 例例 1 求二次函数 2 24yxx?的最小值 解解:? 2 2 2413yxxx?,则当1x ?时,y取最小值 3 例例 2 当03x?时,求二次函数 2 24yxx?的最大值 解解:由例 1 知, 2 24yxx?(开口向上)的对称轴是直线1x ?,则当1x ?时,y 随x的增大而减小;当1x ?时,y随x的增大而增大所以,当03x?时,y的最大值 只可能在0x ?或3x ?处取得 又当0x ?时,4y ?;当3x ?时,7y ?故所求的最大值为 7 注:讲解时应画出二次函数 2 24yxx?在03x?上的图象,数形结
6、合来看,会 更加直观便捷 例例 3 求函数 2 42yxx?的最大值 解解:先考虑根号下的二次函数? 2 2 4226yxxx? ? ?,当2x ?时取得最大 值 6,则函数 2 42yxx?的最大值为6 例例 4 若01x?,求函数yxx?的最大值 解解: ? 2 2 11 24 yxxxxx ? ? ? ? ,类似于二次函数知,当 1 2 x ? 即 1 4 x ?时,y取最大值 1 4 . 注: 到了高中, 则用换元法解此题令tx?, 则 2 xt?, 由01x?, 得01t? ?, 则 2 2 11 24 yttt ? ? ? ? ? , 类似于例 2 知, 当 1 2 t ?即 1
7、4 x ?时,y取最大值 1 4 ; 当0t ? 或1时,y取最小值 0 例例 5 求函数32yxx?的最小值 解解 : ? 2 323226yxxxx?, 类 似 于 二 次 函 数 知 , 当 11 2 2 36 x ? ? ? ? 即 73 36 x ?时,y取最小值 ? 2 4 3 6171 4 312 ? ? ? ? ? ? 注:这里配方略繁,所以我们直接代入顶点坐标公式计算此题亦可像例 5 那样换元来 解令20tx?,得 2 2xt?,则? 22 323236yxxtttt? ? ?, 当 11 2 36 t ? ? ? ? 即 73 36 x ?时,y取最小值 ? 2 4 3 6
8、171 4 312 ? ? ? ? ? ? 例例 6 求函数11yxx?的最小值和最大值 解解:由 10 10 x x ? ? ? ? 得11x? ?将11yxx?平方得 22 112 1122 1yxxxxx? ? ? ? ?, 先研究根号下的二次函数 2 1yx? ?, 当11x? ?时, 易知它的最小值为 0, 最大值为 1 所 以 22 22 1yx?的最小值为 2,最大值为 4又0y ?,则y的最小值为2,最大值 为 2 课后作业课后作业 1.当12x?时,求二次函数 2 1yxx? ?的最小值和最大值 2.求函数 2 1 1 y xx ? ? 的最大值 3.求函数?15yxx?的最大值 4.求函数1yxx?的最小值 5.求函数1yxx?的最小值 6.求函数102yxx?的最小值和最大值