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- 2022-08-17 发布
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数学初高中衔接教材前言:古人云:一年之计在于春,一日之计在于晨。一个高中学生三年的成长发展,不论是数学知识的获得,个性的陶冶,还是思维水平、数学能力的提高,都遵循这样一个规律——“三年发展看高一,高一关键在一(上)”。“好的开头等于成功的一半。”打好高一的基础至关重要。高一上学期,特别是一上的前半学期,是实现从初中学习到高中学习的“转轨期”。这个“轨”转得顺不顺,好不好,对于能否顺利适应高中三年数学学习特别关键。不少刚升入高中的同学,由于初三升学考试压力的解除,到了高中觉得一切新鲜。由于不了解高中数学学习的规律和特点,盲目性很大。心想着三年时间长得很,不妨先放松一下。那知道光阴似箭,日月如梭,转眼之间就到了期中考试。一些同学手忙脚乱,突击复习,直至数学成绩不理想才慌了神甚至大惑不解:我中考成绩不错啊?怎么到了高中突然大滑坡,不及格啊!那么大家应好好想想“如何采取有效措施搞好初高中数学衔接呢?"一、知识的衔接能力初中数学教材内容通俗具体,多为常量,题型少而简单;而高中数学内容抽象,多研究变量、字母,不仅注重计算,而且还注重理论分析,这与初中相比增加了难度。另一方面,高中数学与初中相比,知识的深度、广度和能力的要求都是一次质的飞跃,这就要求学生必须掌握基础知识与技能为进一步学习作好准备。由于初中教材知识起点低,对学生能力的要求亦低,由于近几年教材内容的调整,虽然初高中教材都降低了难度,但相比之下,初中降低的幅度大,有的内容为应付中考而不讲或讲得较浅(如二次函数及其应用),这部分内容不列入高中教材但需要经常提到或应用它来解决其它数学问题,而高中由于受高考的限制,教师都不敢降低难度,造成了高中数学实际难度没有降低。因此,从一定意义上讲,调整后的教材不仅没有缩小初高中教材内容的难度差距,反而加大了。如不采取补救措施,查缺补漏,学生的成绩的分化是不可避免的。这涉及到初高中知识、能力的衔接问题。二、努力提高自己的能力1、改进学法、培养良好的学习习惯。不同学习能力的学生有不同的学法,应尽量学习比较成功的同学的学习方法。改进学法是一个长期性的系统积累过程,一个人不断接受新知识,不断遭遇挫折产生疑问,不断地总结,才有不断地提高。"不会总结的同学,他的能力就不会提高,挫折经验是成功的基石。"自然界适者生存的生物进化过程便是最好的例证。学习要经常总结规律,目的就是为了更一步的发展。通过与老师、同学平时的接触交流,逐步总结出一般性的学习步骤,它包括:制定计划、课前自学、专心上课、及时复习、独立作业、解决疑难、系统小结和课外学习几个方面,简单概括为四个环节(预习、上课、整理、作业)和一个步骤(复习总结)。每一个环节都有较深刻的内容,带有较强的目的性、针对性,要落实到位。在课堂教学中培养听课习惯。听是主要的,听能使注意力集中,把老师讲的关键性部分听懂、听会,听的时候注意思考、分析问题,但是光听不记,或光记不听必然顾此失彼,课堂效益低下,因此应适当地笔记,领会课上老师的主要精神与意图,五官能协调活动是最好的习惯。在课堂、课外练习中培养作业习惯,在作业中不但做得整齐、清洁,培养一种美感,还要有条理,这是培养逻辑能力,必须独立完成。可以培养一种独立思考和解题正确的责任感。在作业时要提倡效率,应该十分钟完成的作业,不拖到半小时完成,疲疲惫惫的作业习惯使思维松散、精力不集中,这对培养数学能力是有害而无益的,抓数学学习习惯必须从高一年级抓起,无论从年龄增长的心理特征上讲,还是从学习的不同阶段的要求上讲都应该进行学习习惯的指导。2、加强45分钟课堂效益要提高数学能力,当然是通过课堂来提高,要充分利用好这块阵地。(1)抓教材处理。学习数学的过程是活的,老师教学的对象也是活的,都在随着教学过程的发展而变化,尤其是当老师注重能力教学的时候,教材是反映不出来的。数学能力是随着知识的发生而同时形成的,无论是形成一个概念,掌握一条法则,会做一个习题,都应该从不同的能力角度来培养和提高。通过老师的教学,理解所学内容在教材中的地位,弄清与前后知识的联系等,只有把握住教材,才能掌握学习的主动。(2)抓知识形成。数学的一个概念、定义、公式、法则、定理等都是数学的基础知识,这些知识的形成过程容易被忽视。事实上,这些知识的形成过程正是数学能力的培养过程。一个定理的证明,往往是新知识的发现过程,在掌握知识的过程中,就培养了数学能力的发展。因此,要改变重结论轻过程的教学方法,要把知识形成过程看作是数学能力培养的过程。(3)抓学习节奏。数学课没有一定的速度是无效学习,慢腾腾的学习是训练不出思维速度,训练不出思维的敏捷性,是培养不出数学能力的,这就要求在数学学习中一定要有节奏,这样久而久之,思维的敏捷性和数学能力会逐步提高。(4)抓问题暴露。在数学课堂中,老师一般少不了提问与板演,有时还伴随着问题讨论,因此可以听到许多的信息,这些问题是现开销的,对于那些典型问题,带有普遍性的问题都必须及时解决,不能把问题的结症遗留下来,甚至沉淀下来,现开销的问题及时抓,遗留问题有针对性地补,注重实效。(5)抓课堂练习、抓好练习课、复习课、测试分析课的教学。数学课的课堂练习时间每节课大约占1/4-1/3,有时超过1/346\n,这是对数学知识记忆、理解、掌握的重要手段,坚持不懈,这既是一种速度训练,又是能力的检测。学生做题是无心的,而教师所寻找的例题是有心的,哪些知识需要补救、巩固、提高,哪些知识、能力需要培养、加强应用。上课应有针对性。(6)抓解题指导。要合理选择简捷运算途径,这不仅是迅速运算的需要,也是运算准确性的需要,运算的步骤越多,繁度就越大,出错的可能性就会增大。因而根据问题的条件和要求合理地选择简捷的运算途径不但是提高运算能力的关键,也是提高其它数学能力的有效途径。(7)抓数学思维方法的训练。数学学科担负着培养运算能力、逻辑思维能力、空间想象力以及运用所学知识分析问题、解决问题的重任,它的特点是具有高度的抽象性、逻辑性与广泛的适用性,对能力的要求较高。数学能力只有在数学思想方法不断地运用中才能培养和提高。3、体验成功,发展学习兴趣"兴趣是最好的老师",而学习兴趣总是和成功的喜悦紧密相连的。如听懂一节课,掌握一种数学方法,解出一道数学难题,测验得到好成绩,平时老师对自己的鼓励与赞赏等,都能使自己从这些"成功"中体验到成功的喜悦,激发起更高的学习热情。因此,在平时学习中,要多体会、多总结,不断从成功(那怕是微不足道的成绩)中获得愉悦,从而激发学习的热情,提高学习的兴趣。三、几点注意1、提高学生数学能力的过程是循序渐进的过程,要防止急躁心理,有的同学贪多求快,囫囵吞枣,有的同学想靠几天冲刺一蹴而就,有的取得一点成绩沾沾自喜,遇到挫折又一蹶不振,针对这些实际问题要有针对性的教学。2、知识的积累、能力的培养是长期的过程,正如华罗庚先生倡导的"由薄到厚"和"由厚到薄"的学习过程就是这个道理。同时近几年高考试题中应用性问题的出现,更对学生把所学数学知识应用到实际生活中解决问题能力提出了更为严峻的挑战,应加强对应用数学意识和创造思维方法与能力的培养与训练。第一讲数与式1.1数与式的运算1.1.1.绝对值绝对值的代数意义:正数的绝对值是它的本身,负数的绝对值是它的相反数,零的绝对值仍是零.即绝对值的几何意义:一个数的绝对值,是数轴上表示它的点到原点的距离.两个数的差的绝对值的几何意义:表示在数轴上,数和数之间的距离.例1解不等式:>4.解法一:由,得;由,得;①若,不等式可变为,即>4,解得x<0,又x<1,∴x<0;②若,不等式可变为,即1>4,∴不存在满足条件的x;③若,不等式可变为,即>4,解得x>4.又x≥3,∴x>4.综上所述,原不等式的解为x<0,或x>4.13ABx04CDxP|x-1||x-3|图1.1-1解法二:如图1.1-1,表示x轴上坐标为x的点P到坐标为1的点A之间的距离|PA|,即|PA|=|x-1|;|x-3|表示x轴上点P到坐标为2的点B之间的距离|PB|,即|PB|=|x-3|.所以,不等式>4的几何意义即为|PA|+|PB|>4.由|AB|=2,可知点P在点C(坐标为0)的左侧、或点P在点D(坐标为4)的右侧.x<0,或x>4.46\n练习1.填空:(1)若,则x=_________;若,则x=_________.(2)如果,且,则b=________;若,则c=________.2.选择题:下列叙述正确的是()(A)若,则(B)若,则(C)若,则(D)若,则3.化简:|x-5|-|2x-13|(x>5).1.1.2.乘法公式我们在初中已经学习过了下列一些乘法公式:(1)平方差公式;(2)完全平方公式.我们还可以通过证明得到下列一些乘法公式:(1)立方和公式;(2)立方差公式;(3)三数和平方公式;(4)两数和立方公式;(5)两数差立方公式.对上面列出的五个公式,有兴趣的同学可以自己去证明.例1计算:.解法一:原式===.解法二:原式===.例2已知,,求的值.解:.46\n练习1.填空:(1)();(2);(3) .2.选择题:(1)若是一个完全平方式,则等于()(A)(B)(C)(D)(2)不论,为何实数,的值()(A)总是正数(B)总是负数(C)可以是零(D)可以是正数也可以是负数1.1.3.二次根式一般地,形如的代数式叫做二次根式.根号下含有字母、且不能够开得尽方的式子称为无理式.例如,等是无理式,而,,等是有理式.1.分母(子)有理化把分母(子)中的根号化去,叫做分母(子)有理化.为了进行分母(子)有理化,需要引入有理化因式的概念.两个含有二次根式的代数式相乘,如果它们的积不含有二次根式,我们就说这两个代数式互为有理化因式,例如与,与,与,与,等等.一般地,与,与,与互为有理化因式.分母有理化的方法是分母和分子都乘以分母的有理化因式,化去分母中的根号的过程;而分子有理化则是分母和分子都乘以分母的有理化因式,化去分子中的根号的过程在二次根式的化简与运算过程中,二次根式的乘法可参照多项式乘法进行,运算中要运用公式;而对于二次根式的除法,通常先写成分式的形式,然后通过分母有理化进行运算;二次根式的加减法与多项式的加减法类似,应在化简的基础上去括号与合并同类二次根式.2.二次根式的意义例1将下列式子化为最简二次根式:(1);(2);(3).解:(1);(2);(3).46\n例2 计算:.解法一:= == = =.解法二:= = = = =.例3试比较下列各组数的大小:(1)和;(2)和.解:(1)∵,,又,∴<.(2)∵又4>2,∴+4>+2,∴<.46\n例4 化简:.解: = = = =.例5化简:(1);(2).解:(1)原式.(2)原式=,∵,∴,所以,原式=.例6已知,求的值. 解: ∵,, ∴.46\n练习1.填空:(1)=_____;(2)若,则的取值范围是_____;(3)_____;(4)若,则________.2.选择题:等式成立的条件是( )(A) (B) (C) (D)3.若,求的值.4.比较大小:2--(填“>”,或“<”).1.1.4.分式1.分式的意义形如的式子,若B中含有字母,且,则称为分式.当M≠0时,分式具有下列性质:;.上述性质被称为分式的基本性质. 2.繁分式像,这样,分子或分母中又含有分式的分式叫做繁分式.例1 若,求常数的值.解:∵, ∴解得.例2 (1)试证:(其中n是正整数);(2)计算:;46\n(3)证明:对任意大于1的正整数n,有.(1)证明:∵,∴(其中n是正整数)成立.(2)解:由(1)可知=.(3)证明:∵==,又n≥2,且n是正整数,∴一定为正数,∴<.例3 设,且e>1,2c2-5ac+2a2=0,求e的值.解:在2c2-5ac+2a2=0两边同除以a2,得2e2-5e+2=0,∴(2e-1)(e-2)=0,∴e=<1,舍去;或e=2.∴e=2.练习1.填空题:对任意的正整数n,();2.选择题:若,则= ( ) (A)1(B) (C) (D)3.正数满足,求的值.4.计算.46\n习题1.1A组1.解不等式:(1);(2);(3).2.已知,求的值.3.填空:(1)=________;(2)若,则的取值范围是________;(3)________.B组1.填空:(1),,则________;(2)若,则____;2.已知:,求的值.C组1.选择题:(1)若,则 ( ) (A)(B) (C) (D)(2)计算等于 ( )(A) (B) (C) (D)2.解方程.3.计算:.4.试证:对任意的正整数n,有<.46\n1.2分解因式因式分解的主要方法有:十字相乘法、提取公因式法、公式法、分组分解法,另外还应了解求根法及待定系数法.1.十字相乘法例1分解因式:(1)x2-3x+2;(2)x2+4x-12;(3);(4).解:(1)如图1.2-1,将二次项x2分解成图中的两个x的积,再将常数项2分解成-1与-2的乘积,而图中的对角线上的两个数乘积的和为-3x,就是x2-3x+2中的一次项,所以,有x2-3x+2=(x-1)(x-2).-ay-byxx图1.2-4-2611图1.2-3-1-211图1.2-2-1-2xx图1.2-1说明:今后在分解与本例类似的二次三项式时,可以直接将图1.2-1中的两个x用1来表示(如图1.2-2所示).(2)由图1.2-3,得x2+4x-12=(x-2)(x+6).(3)由图1.2-4,得-11xy图1.2-5=(4)=xy+(x-y)-1=(x-1)(y+1)(如图1.2-5所示).2.提取公因式法与分组分解法例2分解因式:(1);(2).解:(1)===.或=====.(2)===.或===.3.关于x的二次三项式ax2+bx+c(a≠0)的因式分解.46\n若关于x的方程的两个实数根是、,则二次三项式就可分解为.例3 把下列关于x的二次多项式分解因式:(1);(2).解:(1)令=0,则解得,,∴==.(2)令=0,则解得,,∴=.练习1.选择题:多项式的一个因式为()(A)(B)(C)(D)2.分解因式:(1)x2+6x+8;(2)8a3-b3;(3)x2-2x-1;(4).习题1.21.分解因式: (1);(2);(3); (4).2.在实数范围内因式分解:(1);(2);(3);(4).3.三边,,满足,试判定的形状.4.分解因式:x2+x-(a2-a).46\n第二讲函数与方程2.1一元二次方程2.1.1根的判别式我们知道,对于一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0),用配方法可以将其变形为.①因为a≠0,所以,4a2>0.于是(1)当b2-4ac>0时,方程①的右端是一个正数,因此,原方程有两个不相等的实数根x1,2=;(2)当b2-4ac=0时,方程①的右端为零,因此,原方程有两个等的实数根x1=x2=-;(3)当b2-4ac<0时,方程①的右端是一个负数,而方程①的左边一定大于或等于零,因此,原方程没有实数根.由此可知,一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的根的情况可以由b2-4ac来判定,我们把b2-4ac叫做一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的根的判别式,通常用符号“Δ”来表示.综上所述,对于一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0),有(1)当Δ>0时,方程有两个不相等的实数根x1,2=;(2)当Δ=0时,方程有两个相等的实数根x1=x2=-;(3)当Δ<0时,方程没有实数根.例1判定下列关于x的方程的根的情况(其中a为常数),如果方程有实数根,写出方程的实数根.(1)x2-3x+3=0;(2)x2-ax-1=0;(3)x2-ax+(a-1)=0;(4)x2-2x+a=0.解:(1)∵Δ=32-4×1×3=-3<0,∴方程没有实数根.(2)该方程的根的判别式Δ=a2-4×1×(-1)=a2+4>0,所以方程一定有两个不等的实数根,.(3)由于该方程的根的判别式为Δ=a2-4×1×(a-1)=a2-4a+4=(a-2)2,所以,①当a=2时,Δ=0,所以方程有两个相等的实数根x1=x2=1;②当a≠2时,Δ>0,所以方程有两个不相等的实数根x1=1,x2=a-1.(3)由于该方程的根的判别式为Δ=22-4×1×a=4-4a=4(1-a),所以①当Δ>0,即4(1-a)>0,即a<1时,方程有两个不相等的实数根,;②当Δ=0,即a=1时,方程有两个相等的实数根x1=x2=1;③当Δ<0,即a>1时,方程没有实数根.说明:在第3,4小题中,方程的根的判别式的符号随着a的取值的变化而变化,于是,在解题过程中,需要对a的取值情况进行讨论,这一方法叫做分类讨论46\n.分类讨论这一思想方法是高中数学中一个非常重要的方法,在今后的解题中会经常地运用这一方法来解决问题.2.1.2根与系数的关系(韦达定理)若一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)有两个实数根,,则有;.所以,一元二次方程的根与系数之间存在下列关系:如果ax2+bx+c=0(a≠0)的两根分别是x1,x2,那么x1+x2=,x1·x2=.这一关系也被称为韦达定理.特别地,对于二次项系数为1的一元二次方程x2+px+q=0,若x1,x2是其两根,由韦达定理可知x1+x2=-p,x1·x2=q,即p=-(x1+x2),q=x1·x2,所以,方程x2+px+q=0可化为x2-(x1+x2)x+x1·x2=0,由于x1,x2是一元二次方程x2+px+q=0的两根,所以,x1,x2也是一元二次方程x2-(x1+x2)x+x1·x2=0.因此有以两个数x1,x2为根的一元二次方程(二次项系数为1)是x2-(x1+x2)x+x1·x2=0.例2已知方程的一个根是2,求它的另一个根及k的值.分析:由于已知了方程的一个根,可以直接将这一根代入,求出k的值,再由方程解出另一个根.但由于我们学习了韦达定理,又可以利用韦达定理来解题,即由于已知了方程的一个根及方程的二次项系数和常数项,于是可以利用两根之积求出方程的另一个根,再由两根之和求出k的值.解法一:∵2是方程的一个根,∴5×22+k×2-6=0,∴k=-7.所以,方程就为5x2-7x-6=0,解得x1=2,x2=-.所以,方程的另一个根为-,k的值为-7.解法二:设方程的另一个根为x1,则2x1=-,∴x1=-.由(-)+2=-,得k=-7.所以,方程的另一个根为-,k的值为-7.例3已知关于x的方程x2+2(m-2)x+m2+4=0有两个实数根,并且这两个实数根的平方和比两个根的积大21,求m的值.分析:本题可以利用韦达定理,由实数根的平方和比两个根的积大21得到关于m的方程,从而解得m的值.但在解题中需要特别注意的是,由于所给的方程有两个实数根,因此,其根的判别式应大于零.解:设x1,x2是方程的两根,由韦达定理,得x1+x2=-2(m-2),x1·x2=m2+4.∵x12+x22-x1·x2=21,∴(x1+x2)2-3x1·x2=21,即[-2(m-2)]2-3(m2+4)=21,化简,得m2-16m-17=0,解得m=-1,或m=17.当m=-1时,方程为x2+6x+5=0,Δ>0,满足题意;46\n当m=17时,方程为x2+30x+293=0,Δ=302-4×1×293<0,不合题意,舍去.综上,m=17.说明:(1)在本题的解题过程中,也可以先研究满足方程有两个实数根所对应的m的范围,然后再由“两个实数根的平方和比两个根的积大21”求出m的值,取满足条件的m的值即可.(1)在今后的解题过程中,如果仅仅由韦达定理解题时,还要考虑到根的判别式Δ是否大于或大于零.因为,韦达定理成立的前提是一元二次方程有实数根.例4已知两个数的和为4,积为-12,求这两个数.分析:我们可以设出这两个数分别为x,y,利用二元方程求解出这两个数.也可以利用韦达定理转化出一元二次方程来求解.解法一:设这两个数分别是x,y,则x+y=4,①xy=-12.②由①,得y=4-x,代入②,得x(4-x)=-12,即x2-4x-12=0,∴x1=-2,x2=6.∴或因此,这两个数是-2和6.解法二:由韦达定理可知,这两个数是方程x2-4x-12=0的两个根.解这个方程,得x1=-2,x2=6.所以,这两个数是-2和6.说明:从上面的两种解法我们不难发现,解法二(直接利用韦达定理来解题)要比解法一简捷.例5若x1和x2分别是一元二次方程2x2+5x-3=0的两根.(1)求|x1-x2|的值;(2)求的值;(3)x13+x23.解:∵x1和x2分别是一元二次方程2x2+5x-3=0的两根,∴,.(1)∵|x1-x2|2=x12+x22-2x1x2=(x1+x2)2-4x1x2==+6=,∴|x1-x2|=.(2).(3)x13+x23=(x1+x2)(x12-x1x2+x22)=(x1+x2)[(x1+x2)2-3x1x2]=(-)×[(-)2-3×()]=-.说明:一元二次方程的两根之差的绝对值是一个重要的量,今后我们经常会遇到求这一个量的问题,为了解题简便,我们可以探讨出其一般规律:设x1和x2分别是一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0),则46\n,,∴|x1-x2|=.于是有下面的结论:若x1和x2分别是一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0),则|x1-x2|=(其中Δ=b2-4ac).今后,在求一元二次方程的两根之差的绝对值时,可以直接利用上面的结论.例6若关于x的一元二次方程x2-x+a-4=0的一根大于零、另一根小于零,求实数a的取值范围.解:设x1,x2是方程的两根,则x1x2=a-4<0,①且Δ=(-1)2-4(a-4)>0.②由①得a<4,由②得a<.∴a的取值范围是a<4.练习1.选择题:(1)方程的根的情况是()(A)有一个实数根(B)有两个不相等的实数根(C)有两个相等的实数根(D)没有实数根(2)若关于x的方程mx2+(2m+1)x+m=0有两个不相等的实数根,则实数m的取值范围是()(A)m<(B)m>-(C)m<,且m≠0(D)m>-,且m≠02.填空:(1)若方程x2-3x-1=0的两根分别是x1和x2,则=.(2)方程mx2+x-2m=0(m≠0)的根的情况是.(3)以-3和1为根的一元二次方程是.3.已知,当k取何值时,方程kx2+ax+b=0有两个不相等的实数根?4.已知方程x2-3x-1=0的两根为x1和x2,求(x1-3)(x2-3)的值.46\n习题2.1A组1.选择题:(1)已知关于x的方程x2+kx-2=0的一个根是1,则它的另一个根是()(A)-3(B)3(C)-2(D)2(2)下列四个说法:①方程x2+2x-7=0的两根之和为-2,两根之积为-7;②方程x2-2x+7=0的两根之和为-2,两根之积为7;③方程3x2-7=0的两根之和为0,两根之积为;④方程3x2+2x=0的两根之和为-2,两根之积为0.其中正确说法的个数是()(A)1个(B)2个(C)3个(D)4个(3)关于x的一元二次方程ax2-5x+a2+a=0的一个根是0,则a的值是()(A)0(B)1(C)-1(D)0,或-12.填空:(1)方程kx2+4x-1=0的两根之和为-2,则k=.(2)方程2x2-x-4=0的两根为α,β,则α2+β2=.(3)已知关于x的方程x2-ax-3a=0的一个根是-2,则它的另一个根是.(4)方程2x2+2x-1=0的两根为x1和x2,则|x1-x2|=.3.试判定当m取何值时,关于x的一元二次方程m2x2-(2m+1)x+1=0有两个不相等的实数根?有两个相等的实数根?没有实数根?4.求一个一元二次方程,使它的两根分别是方程x2-7x-1=0各根的相反数.B组1.选择题:若关于x的方程x2+(k2-1)x+k+1=0的两根互为相反数,则k的值为()(A)1,或-1(B)1(C)-1(D)02.填空:(1)若m,n是方程x2+2005x-1=0的两个实数根,则m2n+mn2-mn的值等于.(2)如果a,b是方程x2+x-1=0的两个实数根,那么代数式a3+a2b+ab2+b3的值是.3.已知关于x的方程x2-kx-2=0.(1)求证:方程有两个不相等的实数根;(2)设方程的两根为x1和x2,如果2(x1+x2)>x1x2,求实数k的取值范围.4.一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的两根为x1和x2.求:(1)|x1-x2|和;(2)x13+x23.5.关于x的方程x2+4x+m=0的两根为x1,x2满足|x1-x2|=2,求实数m的值.C组1.选择题:(1)已知一个直角三角形的两条直角边长恰好是方程2x2-8x+7=0的两根,则这个直角三角形的斜边长等于()(A)(B)3(C)6(D)9(2)若x1,x2是方程2x2-4x+1=0的两个根,则的值为()(A)6(B)4(C)3(D)(3)如果关于x的方程x2-2(1-m)x+m2=0有两实数根α,β,则α+β的取值范围为46\n()(A)α+β≥(B)α+β≤(C)α+β≥1(D)α+β≤1(4)已知a,b,c是ΔABC的三边长,那么方程cx2+(a+b)x+=0的根的情况是()(A)没有实数根(B)有两个不相等的实数根(C)有两个相等的实数根(D)有两个异号实数根2.填空:若方程x2-8x+m=0的两根为x1,x2,且3x1+2x2=18,则m=.3.已知x1,x2是关于x的一元二次方程4kx2-4kx+k+1=0的两个实数根.(1)是否存在实数k,使(2x1-x2)(x1-2x2)=-成立?若存在,求出k的值;若不存在,说明理由;(2)求使-2的值为整数的实数k的整数值;(3)若k=-2,,试求的值.4.已知关于x的方程.(1)求证:无论m取什么实数时,这个方程总有两个相异实数根;(2)若这个方程的两个实数根x1,x2满足|x2|=|x1|+2,求m的值及相应的x1,x2.5.若关于x的方程x2+x+a=0的一个大于1、零一根小于1,求实数a的取值范围.46\n2.2二次函数2.2.1二次函数y=ax2+bx+c的图像和性质问题1函数y=ax2与y=x2的图象之间存在怎样的关系?为了研究这一问题,我们可以先画出y=2x2,y=x2,y=-2x2的图象,通过这些函数图象与函数y=x2的图象之间的关系,推导出函数y=ax2与y=x2的图象之间所存在的关系.先画出函数y=x2,y=2x2的图象.先列表:x…-3-2-10123…x2…9410149…2x2…188202818y=x2y=2x2图2.2-1xOy从表中不难看出,要得到2x2的值,只要把相应的x2的值扩大两倍就可以了.再描点、连线,就分别得到了函数y=x2,y=2x2的图象(如图2-1所示),从图2-1我们可以得到这两个函数图象之间的关系:函数y=2x2的图象可以由函数y=x2的图象各点的纵坐标变为原来的两倍得到.同学们也可以用类似于上面的方法画出函数y=x2,y=-2x2的图象,并研究这两个函数图象与函数y=x2的图象之间的关系.图2.2-2xyO-1y=2x2y=2(x+1)2y=2(x+1)2+1通过上面的研究,我们可以得到以下结论:二次函数y=ax2(a≠0)的图象可以由y=x2的图象各点的纵坐标变为原来的a倍得到.在二次函数y=ax2(a≠0)中,二次项系数a决定了图象的开口方向和在同一个坐标系中的开口的大小.问题2函数y=a(x+h)2+k与y=ax2的图象之间存在怎样的关系?同样地,我们可以利用几个特殊的函数图象之间的关系来研究它们之间的关系.同学们可以作出函数y=2(x+1)2+1与y=2x2的图象(如图2-2所示),从函数的同学我们不难发现,只要把函数y=2x2的图象向左平移一个单位,再向上平移一个单位,就可以得到函数y=2(x+1)2+1的图象.这两个函数图象之间具有“形状相同,位置不同”的特点.类似地,还可以通过画函数y=-3x2,y=-3(x-1)2+1的图象,研究它们图象之间的相互关系.通过上面的研究,我们可以得到以下结论:二次函数y=a(x+h)2+k(a≠0)中,a决定了二次函数图象的开口大小及方向;h决定了二次函数图象的左右平移,而且“h正左移,h负右移”;k决定了二次函数图象的上下平移,而且“k正上移,k负下移”.由上面的结论,我们可以得到研究二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象的方法:由于y=ax2+bx+c=a(x2+)+c=a(x2++)+c-,所以,y=ax2+bx+c(a≠0)的图象可以看作是将函数y=ax2的图象作左右平移、上下平移得到的,于是,二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)具有下列性质:(1)当a>0时,函数y=ax2+bx+c图象开口向上;顶点坐标为46\n,对称轴为直线x=-;当x<时,y随着x的增大而减小;当x>时,y随着x的增大而增大;当x=时,函数取最小值y=.(2)当a<0时,函数y=ax2+bx+c图象开口向下;顶点坐标为,对称轴为直线x=-;当x<时,y随着x的增大而增大;当x>时,y随着x的增大而减小;当x=时,函数取最大值y=.xyOx=-A图2.2-3xyOx=-A图2.2-4上述二次函数的性质可以分别通过图2.2-3和图2.2-4直观地表示出来.因此,在今后解决二次函数问题时,可以借助于函数图像、利用数形结合的思想方法来解决问题.xOyx=-1A(-1,4)D(0,1)BC图2.2-5例1求二次函数y=-3x2-6x+1图象的开口方向、对称轴、顶点坐标、最大值(或最小值),并指出当x取何值时,y随x的增大而增大(或减小)?并画出该函数的图象.解:∵y=-3x2-6x+1=-3(x+1)2+4,∴函数图象的开口向下;对称轴是直线x=-1;顶点坐标为(-1,4);当x=-1时,函数y取最大值y=4;当x<-1时,y随着x的增大而增大;当x>-1时,y随着x的增大而减小;采用描点法画图,选顶点A(-1,4)),与x轴交于点B和C,与y轴的交点为D(0,1),过这五点画出图象(如图2-5所示).说明:从这个例题可以看出,根据配方后得到的性质画函数的图象,可以直接选出关键点,减少了选点的盲目性,使画图更简便、图象更精确.例2某种产品的成本是120元/件,试销阶段每件产品的售价x(元)与产品的日销售量y(件)之间关系如下表所示:x/元130150165y/件705035若日销售量y是销售价x的一次函数,那么,要使每天所获得最大的利润,每件产品的销售价应定为多少元?此时每天的销售利润是多少?分析:由于每天的利润=日销售量y×(销售价x-120),日销售量y又是销售价x的一次函数,所以,欲求每天所获得的利润最大值,首先需要求出每天的利润与销售价x之间的函数关系,然后,再由它们之间的函数关系求出每天利润的最大值.解:由于y是x的一次函数,于是,设y=kx+(B)46\n将x=130,y=70;x=150,y=50代入方程,有解得k=-1,b=200.∴y=-x+200.设每天的利润为z(元),则z=(-x+200)(x-120)=-x2+320x-24000=-(x-160)2+1600,∴当x=160时,z取最大值1600.答:当售价为160元/件时,每天的利润最大,为1600元.例3把二次函数y=x2+bx+c的图像向上平移2个单位,再向左平移4个单位,得到函数y=x2的图像,求b,c的值.解法一:y=x2+bx+c=(x+)2,把它的图像向上平移2个单位,再向左平移4个单位,得到的图像,也就是函数y=x2的图像,所以,解得b=-8,c=14.解法二:把二次函数y=x2+bx+c的图像向上平移2个单位,再向左平移4个单位,得到函数y=x2的图像,等价于把二次函数y=x2的图像向下平移2个单位,再向右平移4个单位,得到函数y=x2+bx+c的图像.由于把二次函数y=x2的图像向下平移2个单位,再向右平移4个单位,得到函数y=(x-4)2+2的图像,即为y=x2-8x+14的图像,∴函数y=x2-8x+14与函数y=x2+bx+c表示同一个函数,∴b=-8,c=14.说明:本例的两种解法都是利用二次函数图像的平移规律来解决问题,所以,同学们要牢固掌握二次函数图像的变换规律.这两种解法反映了两种不同的思维方法:解法一,是直接利用条件进行正向的思维来解决的,其运算量相对较大;而解法二,则是利用逆向思维,将原来的问题等价转化成与之等价的问题来解,具有计算量小的优点.今后,我们在解题时,可以根据题目的具体情况,选择恰当的方法来解决问题.例4已知函数y=x2,-2≤x≤a,其中a≥-2,求该函数的最大值与最小值,并求出函数取最大值和最小值时所对应的自变量x的值.分析:本例中函数自变量的范围是一个变化的范围,需要对a的取值进行讨论.解:(1)当a=-2时,函数y=x2的图象仅仅对应着一个点(-2,4),所以,函数的最大值和最小值都是4,此时x=-2;(2)当-2<a<0时,由图2.2-6①可知,当x=-2时,函数取最大值y=4;当x=a时,函数取最小值y=a2;(3)当0≤a<2时,由图2.2-6②可知,当x=-2时,函数取最大值y=4;当x=0时,函数取最小值y=0;(4)当a≥2时,由图2.2-6③可知,当x=a时,函数取最大值y=a2;当x=0时,函数取最小值y=0.xyO-2a①xyO-2aa24图2.2-6xyOa-224a2②-2xyOaa24③说明:在本例中,利用了分类讨论的方法,对a的所有可能情形进行讨论.此外,本例中所研究的二次函数的自变量的取值不是取任意的实数,而是取部分实数来研究,在解决这一类问题时,通常需要借助于函数图象来直观地解决问题.46\n练习1.选择题:(1)下列函数图象中,顶点不在坐标轴上的是()(A)y=2x2(B)y=2x2-4x+2(C)y=2x2-1(D)y=2x2-4x(2)函数y=2(x-1)2+2是将函数y=2x2()(A)向左平移1个单位、再向上平移2个单位得到的(B)向右平移2个单位、再向上平移1个单位得到的(C)向下平移2个单位、再向右平移1个单位得到的(D)向上平移2个单位、再向右平移1个单位得到的2.填空题(1)二次函数y=2x2-mx+n图象的顶点坐标为(1,-2),则m=,n=.(2)已知二次函数y=x2+(m-2)x-2m,当m=时,函数图象的顶点在y轴上;当m=时,函数图象的顶点在x轴上;当m=时,函数图象经过原点.(3)函数y=-3(x+2)2+5的图象的开口向,对称轴为,顶点坐标为;当x=时,函数取最值y=;当x时,y随着x的增大而减小.3.求下列抛物线的开口方向、对称轴、顶点坐标、最大(小)值及y随x的变化情况,并画出其图象.(1)y=x2-2x-3;(2)y=1+6x-x2.4.已知函数y=-x2-2x+3,当自变量x在下列取值范围内时,分别求函数的最大值或最小值,并求当函数取最大(小)值时所对应的自变量x的值:(1)x≤-2;(2)x≤2;(3)-2≤x≤1;(4)0≤x≤3.46\n2.2.2二次函数的三种表示方式通过上一小节的学习,我们知道,二次函数可以表示成以下两种形式:1.一般式:y=ax2+bx+c(a≠0);2.顶点式:y=a(x+h)2+k(a≠0),其中顶点坐标是(-h,k).除了上述两种表示方法外,它还可以用另一种形式来表示.为了研究另一种表示方式,我们先来研究二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象与x轴交点个数.当抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴相交时,其函数值为零,于是有ax2+bx+c=0.①并且方程①的解就是抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交点的横坐标(纵坐标为零),于是,不难发现,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交点个数与方程①的解的个数有关,而方程①的解的个数又与方程①的根的判别式Δ=b2-4ac有关,由此可知,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交点个数与根的判别式Δ=b2-4ac存在下列关系:(1)当Δ>0时,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴有两个交点;反过来,若抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴有两个交点,则Δ>0也成立.(2)当Δ=0时,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴有一个交点(抛物线的顶点);反过来,若抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴有一个交点,则Δ=0也成立.(3)当Δ<0时,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴没有交点;反过来,若抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴没有交点,则Δ<0也成立.于是,若抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴有两个交点A(x1,0),B(x2,0),则x1,x2是方程ax2+bx+c=0的两根,所以x1+x2=,x1x2=,即=-(x1+x2),=x1x2.所以,y=ax2+bx+c=a()=a[x2-(x1+x2)x+x1x2]=a(x-x1)(x-x2).由上面的推导过程可以得到下面结论:若抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交于A(x1,0),B(x2,0)两点,则其函数关系式可以表示为y=a(x-x1)(x-x2)(a≠0).这样,也就得到了表示二次函数的第三种方法:3.交点式:y=a(x-x1)(x-x2)(a≠0),其中x1,x2是二次函数图象与x轴交点的横坐标.今后,在求二次函数的表达式时,我们可以根据题目所提供的条件,选用一般式、顶点式、交点式这三种表达形式中的某一形式来解题.例1已知某二次函数的最大值为2,图像的顶点在直线y=x+1上,并且图象经过点(3,-1),求二次函数的解析式.分析:在解本例时,要充分利用题目中所给出的条件——最大值、顶点位置,从而可以将二次函数设成顶点式,再由函数图象过定点来求解出系数a.解:∵二次函数的最大值为2,而最大值一定是其顶点的纵坐标,∴顶点的纵坐标为2.又顶点在直线y=x+1上,46\n所以,2=x+1,∴x=1.∴顶点坐标是(1,2).设该二次函数的解析式为,∵二次函数的图像经过点(3,-1),∴,解得a=-2.∴二次函数的解析式为,即y=-2x2+8x-7.说明:在解题时,由最大值确定出顶点的纵坐标,再利用顶点的位置求出顶点坐标,然后设出二次函数的顶点式,最终解决了问题.因此,在解题时,要充分挖掘题目所给的条件,并巧妙地利用条件简捷地解决问题.例2已知二次函数的图象过点(-3,0),(1,0),且顶点到x轴的距离等于2,求此二次函数的表达式.分析一:由于题目所给的条件中,二次函数的图象所过的两点实际上就是二次函数的图象与x轴的交点坐标,于是可以将函数的表达式设成交点式.解法一:∵二次函数的图象过点(-3,0),(1,0),∴可设二次函数为y=a(x+3)(x-1)(a≠0),展开,得y=ax2+2ax-3a,顶点的纵坐标为,由于二次函数图象的顶点到x轴的距离2,∴|-4a|=2,即a=.所以,二次函数的表达式为y=,或y=-.分析二:由于二次函数的图象过点(-3,0),(1,0),所以,对称轴为直线x=-1,又由顶点到x轴的距离为2,可知顶点的纵坐标为2,或-2,于是,又可以将二次函数的表达式设成顶点式来解,然后再利用图象过点(-3,0),或(1,0),就可以求得函数的表达式.解法二:∵二次函数的图象过点(-3,0),(1,0),∴对称轴为直线x=-1.又顶点到x轴的距离为2,∴顶点的纵坐标为2,或-2.于是可设二次函数为y=a(x+1)2+2,或y=a(x+1)2-2,由于函数图象过点(1,0),∴0=a(1+1)2+2,或0=a(1+1)2-2.∴a=-,或a=.所以,所求的二次函数为y=-(x+1)2+2,或y=(x+1)2-2.说明:上述两种解法分别从与x轴的交点坐标及顶点的坐标这两个不同角度,利用交点式和顶点式来解题,在今后的解题过程中,要善于利用条件,选择恰当的方法来解决问题.例3已知二次函数的图象过点(-1,-22),(0,-8),(2,8),求此二次函数的表达式.解:设该二次函数为y=ax2+bx+c(a≠0).由函数图象过点(-1,-22),(0,-8),(2,8),可得解得a=-2,b=12,c=-8.所以,所求的二次函数为y=-2x2+12x-8.通过上面的几道例题,同学们能否归纳出:在什么情况下,分别利用函数的一般式、顶点式、交点式来求二次函数的表达式?46\n练习1.选择题:(1)函数y=-x2+x-1图象与x轴的交点个数是()(A)0个(B)1个(C)2个(D)无法确定(2)函数y=-(x+1)2+2的顶点坐标是()(A)(1,2)(B)(1,-2)(C)(-1,2)(D)(-1,-2)2.填空:(1)已知二次函数的图象经过与x轴交于点(-1,0)和(2,0),则该二次函数的解析式可设为y=a(a≠0).(2)二次函数y=-x2+2x+1的函数图象与x轴两交点之间的距离为.3.根据下列条件,求二次函数的解析式.(1)图象经过点(1,-2),(0,-3),(-1,-6);(2)当x=3时,函数有最小值5,且经过点(1,11);(3)函数图象与x轴交于两点(1-,0)和(1+,0),并与y轴交于(0,-2).2.2.3二次函数的简单应用一、函数图象的平移变换与对称变换1.平移变换问题1在把二次函数的图象进行平移时,有什么特点?依据这一特点,可以怎样来研究二次函数的图象平移?我们不难发现:在对二次函数的图象进行平移时,具有这样的特点——只改变函数图象的位置、不改变其形状,因此,在研究二次函数的图象平移问题时,只需利用二次函数图象的顶点式研究其顶点的位置即可.例1求把二次函数y=x2-4x+3的图象经过下列平移变换后得到的图象所对应的函数解析式:(1)向右平移2个单位,向下平移1个单位;(2)向上平移3个单位,向左平移2个单位.分析:由于平移变换只改变函数图象的位置而不改变其形状(即不改变二次项系数),所以只改变二次函数图象的顶点位置(即只改变一次项和常数项),所以,首先将二次函数的解析式变形为顶点式,然后,再依据平移变换后的二次函数图象的顶点位置求出平移后函数图像所对应的解析式.解:二次函数y=2x2-4x-3的解析式可变为y=2(x-1)2-1,其顶点坐标为(1,-1).(1)把函数y=2(x-1)2-1的图象向右平移2个单位,向下平移1个单位后,其函数图象的顶点坐标是(3,-2),所以,平移后所得到的函数图象对应的函数表达式就为y=2(x-3)2-2.(2)把函数y=2(x-1)2-1的图象向上平移3个单位,向左平移2个单位后,其函数图象的顶点坐标是(-1,2),所以,平移后所得到的函数图象对应的函数表达式就为y=2(x+1)2+2.2.对称变换问题2在把二次函数的图象关于与坐标轴平行的直线进行对称变换时,有什么特点?依据这一特点,可以怎样来研究二次函数的图象平移?我们不难发现:在把二次函数的图象关于与坐标轴平行的直线进行对称变换时,具有这样的特点——只改变函数图象的位置或开口方向、不改变其形状,因此,在研究二次函数图象的对称变换问题时,关键是要抓住二次函数的顶点位置和开口方向来解决问题.xyOx=-1A(1,-1)A1(-3,-1)图2.2-7例2求把二次函数y=2x2-4x46\n+1的图象关于下列直线对称后所得到图象对应的函数解析式:(1)直线x=-1;(2)直线y=1.解:(1)如图2.2-7,把二次函数y=2x2-4x+1的图象关于直线x=-1作对称变换后,只改变图象的顶点位置,不改变其形状.由于y=2x2-4x+1=2(x-1)2-1,可知,函数y=2x2-4x+1图象的顶点为A(1,-1),所以,对称后所得到图象的顶点为A1(-3,1),所以,二次函数y=2x2-4x+1的图象关于直线x=-1对称后所得到图象的函数解析式为y=2(x+3)2-1,即y=2x2+12x+17.xyOy=1A(1,-1)B(1,3)图2.2-8(2)如图2.2-8,把二次函数y=2x2-4x+1的图象关于直线x=-1作对称变换后,只改变图象的顶点位置和开口方向,不改变其形状.由于y=2x2-4x+1=2(x-1)2-1,可知,函数y=2x2-4x+1图象的顶点为A(1,-1),所以,对称后所得到图象的顶点为B(1,3),且开口向下,所以,二次函数y=2x2-4x+1的图象关于直线y=1对称后所得到图象的函数解析式为y=-2(x-1)2+3,即y=-2x2+4x+1.二、分段函数一般地,如果自变量在不同取值范围内时,函数由不同的解析式给出,这种函数,叫作分段函数.例3在国内投递外埠平信,每封信不超过20g付邮资80分,超过20g不超过40g付邮资160分,超过40g不超过60g付邮资240分,依此类推,每封xg(0<x≤100)的信应付多少邮资(单位:分)?写出函数表达式,作出函数图象.分析:由于当自变量x在各个不同的范围内时,应付邮资的数量是不同的.所以,可以用分段函数给出其对应的函数解析式.在解题时,需要注意的是,当x在各个小范围内(如20<x≤40)变化时,它所对应的函数值(邮资)并不变化(都是160分).解:设每封信的邮资为y(单位:分),则y是x的函数.这个函数的解析式为x(克)y(分)O图2.2-92040608010040032024016080由上述的函数解析式,可以得到其图象如图2.2-9所示.ACBDP图2.2-10例4如图9-2所示,在边长为2的正方形ABCD的边上有一个动点46\nP,从点A出发沿折线ABCD移动一周后,回到A点.设点A移动的路程为x,ΔPAC的面积为y.(1)求函数y的解析式;(2)画出函数y的图像;(3)求函数y的取值范围.分析:要对点P所在的位置进行分类讨论.解:(1)①当点P在线段AB上移动(如图2.2-10①),即0<x≤2时,y==x;②当点P在线段BC上移动(如图2.2-10②),即2<x<4时,y===4-x;③当点P在线段CD上移动(如图2.2-10③),即4<x≤6时,y===x-4;④当点P在线段DA上移动(如图2.2-10④),即6<x<8时,y===8-x.综上所述,函数f(x)的解析式为ABCDP①ACBDP③ACBDP②ADBCP④图2.2-10(2)函数y的图像如图2.2-11所示(3)由函数图像可知,函数y的取值范围是0<y≤246\nxyO22468图2.2-11练习1.选择题:(1)把函数y=-(x-1)2+4的图象向左平移2个单位,向下平移3个单位,所得图象对应的解析式为()(A)y=(x+1)2+1(B)y=-(x+1)2+1(C)y=-(x-3)2+4(D)y=-(x-3)2+1(2)把函数y=-2(x+3)2+3的图象关于直线x=-1对称后,所得图象对应的函数解析式为()(A)y=-2(x+1)2+3(B)y=-2(x-1)2+3(C)y=2(x+1)2-3(D)y=-2(x-1)2-3(3)把函数y=2(x-3)2+3的图象关于直线y=2对称后,所得图象对应的函数解析式为()(A)y=-2(x+1)2+3(B)y=-2(x-3)2+3(C)y=-2(x-3)2+1(D)y=-2(x-3)2-32.填空:(1)已知函数则当x=4时,y=;当x=-4时,y=.(2)把二次函数y=-2x2+4x+1的函数图象向平移单位后,得到的图象所对应的解析式为y=-2x2+7;再向平移个单位后,得到的图象所对应的解析式为y=-2x2+1;再将其关于对称后得到的图象所对应的函数解析式为y=2x2+5.3.已知点P是边长为1的正方形ABCD的顶点A出发,顺次经过B,C,D移动一周后回到点A,设x表示点P的行程,y表示线段PA的长,试求y关于x的函数.46\n习题2.2A组1.选择题:(1)把函数y=-(x-1)2+4的图象的顶点坐标是()(A)(-1,4)(B)(-1,-4)(C)(1,-4)(D)(1,4)(2)函数y=-x2+4x+6的最值情况是()(A)有最大值6(B)有最小值6(C)有最大值10(D)有最大值2(3)函数y=2x2+4x-5中,当-3≤x<2时,则y值的取值范围是()(A)-3≤y≤1(B)-7≤y≤1(C)-7≤y≤11(D)-7≤y<112.填空:(1)已知某二次函数的图象与x轴交于A(-2,0),B(1,0),且过点C(2,4),则该二次函数的表达式为.(2)已知某二次函数的图象过点(-1,0),(0,3),(1,4),则该函数的表达式为.3.把已知二次函数y=2x2+4x+7的图象向下平移3个单位,在向右平移4个单位,求所得图象对应的函数表达式.4.已知某二次函数图象的顶点为A(2,-18),它与x轴两个交点之间的距离为6,求该二次函数的解析式.B组1.填空:(1)将二次函数y=2x2+4x+7的图象关于直线x=1对称后,所得图象对应的函数表达式为;再将该图象关于直线y=2对称,所得图象对应的函数表达式为.(2)函数y=-x2+4x+2在0≤x≤3上的最大值为,最小值为.(3)函数y=x2+4ax+2在x≤6时,y随着x的增大而减小,则a的取值范围是.2.5432某市空调公共汽车的票价按下列规则制定:(1)5km以内,票价2元;(2)5km以上,每增加5km,票价增加1元(所增加的里程,不足5km的按5km的按5km计算).已知两个相邻的公共汽车站间相距1km,如果沿途(包括起点站和终点站)有21个汽车站,请根据题意,写出票价与里程之间的函数关系式,并画出函数图象.C组第2题1.已知二次函数y=a(x-)2+25的最大值为25,且方程a(x-)2+25=0两根的立方和为19,求函数表达式.2.如图,某农民要用12m的竹篱笆在墙边围出一块一面为墙、另三面为篱笆的矩形地供他圈养小鸡.已知墙的长度为6m,问怎样围才能使得该矩形面积最大?3.把二次函数y=-2x2-4x+3的图象向下平移3个单位后,所得图象记为C1;再把C1向右平移2个单位的图象再将C2沿着直线y=2对称得图象C3;最后,再将C3以原点为对称中心作其中心对称图形得到C4.分别求出C1,C2,C3,C4所对应函数的表达式.46\n2.3方程与不等式2.3.1二元二次方程组解法方程是一个含有两个未知数,并且含有未知数的项的最高次数是2的整式方程,这样的方程叫做二元二次方程.其中,,叫做这个方程的二次项,,叫做一次项,6叫做常数项.我们看下面的两个方程组:第一个方程组是由一个二元二次方程和一个二元一次方程组成的,第二个方程组是由两个二元二次方程组成的,像这样的方程组叫做二元二次方程组.下面我们主要来研究由一个二元二次方程和一个二元一次方程组成的方程组的解法.一个二元二次方程和一个二元一次方程组成的方程组一般可以用代入消元法来解.①②例1解方程组分析:二元二次方程组对我们来说较为生疏,在解此方程组时,可以将其转化为我们熟悉的形式.注意到方程②是一个一元一次方程,于是,可以利用该方程消去一个元,再代入到方程①,得到一个一元二次方程,从而将所求的较为生疏的问题转化为我们所熟悉的问题.解:由②,得x=2y+2,③把③代入①,整理,得8y2+8y=0,即y(y+1)=0.解得y1=0,y2=-1.把y1=0代入③,得x1=2;把y2=-1代入③,得x2=0.所以原方程组的解是说明:在解类似于本例的二元二次方程组时,通常采用本例所介绍的代入消元法来求解.①②例2解方程组解法一:由①,得 ③把③代入②,整理,得 解这个方程,得 . 把代入③,得;把代入③,得.所以原方程的解是46\n 解法二:对这个方程组,也可以根据一元二次方程的根与系数的关系,把看作一个一元二次方程的两个根,通过解这个一元二次方程来求.这个方程组的是一元二次方程 的两个根,解这个方程,得 ,或.所以原方程组的解是 练习1.下列各组中的值是不是方程组的解? (1)(2)(3)(4) 2.解下列方程组:(1) (2) (3) (4)2.3.2一元二次不等式解法二次函数y=x2-x-6的对应值表与图象如下:x-3-2-101234y60-4-6-6-406由对应值表及函数图象(如图2.3-1)可知当x=-2,或x=3时,y=0,即x2-x=6=0;当x<-2,或x>3时,y>0,即x2-x-6>0;当-2<x<3时,y<0,即x2-x-6<0.这就是说,如果抛物线y=x2-x-6与x轴的交点是(-2,0)与(3,0),那么一元二次方程x2-x-6=0的解就是x1=-2,x2=3;同样,结合抛物线与x轴的相关位置,可以得到一元二次不等式x2-x-6>0的解是x<-2,或x>3;一元二次不等式x2-x-6<0的解是-2<x<3.上例表明:由抛物线与x轴的交点可以确定对应的一元二次方程的解和对应的一元二次不等式的解集.那么,怎样解一元二次不等式ax2+bx+c>0(a≠0)呢?我们可以用类似于上面例子的方法,借助于二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象来解一元二次不等式ax2+bx+c>0(a≠0).为了方便起见,我们先来研究二次项系数a>0时的一元二次不等式的解.46\n我们知道,对于一元二次方程ax2+bx+c=0(a>0),设△=b2-4ac,它的解的情形按照△>0,△=0,△<0分别为下列三种情况——有两个不相等的实数解、有两个相等的实数解和没有实数解,相应地,抛物线y=ax2+bx+c(a>0)与x轴分别有两个公共点、一个公共点和没有公共点(如图2.3-2所示),因此,我们可以分下列三种情况讨论对应的一元二次不等式ax2+bx+c>0(a>0)与ax2+bx+c<0(a>0)的解.(1)(1)当Δ>0时,抛物线y=ax2+bx+c(a>0)与x轴有两个公共点(x1,0)和(x2,0),方程ax2+bx+c=0有两个不相等的实数根x1和x2(x1<x2),由图2.3-2①可知不等式ax2+bx+c>0的解为xyOx1x2xyOx1=x2yxO图2.3-2②③①x<x1,或x>x2;不等式ax2+bx+c<0的解为x1<x<x2.(2)当Δ=0时,抛物线y=ax2+bx+c(a>0)与x轴有且仅有一个公共点,方程ax2+bx+c=0有两个相等的实数根x1=x2=-,由图2.3-2②可知xO-23y=x2-x-6yy>0y>0y<0图2.3-1不等式ax2+bx+c>0的解为x≠-;不等式ax2+bx+c<0无解.(3)如果△<0,抛物线y=ax2+bx+c(a>0)与x轴没有公共点,方程ax2+bx+c=0没有实数根,由图2.3-2③可知不等式ax2+bx+c>0的解为一切实数;不等式ax2+bx+c<0无解.今后,我们在解一元二次不等式时,如果二次项系数大于零,可以利用上面的结论直接求解;如果二次项系数小于零,则可以先在不等式两边同乘以-1,将不等式变成二次项系数大于零的形式,再利用上面的结论去解不等式.例3解不等式:(1)x2+2x-3≤0;(2)x-x2+6<0;46\n(3)4x2+4x+1≥0;(4)x2-6x+9≤0;(5)-4+x-x2<0.解:(1)∵Δ>0,方程x2+2x-3=0的解是x1=-3,x2=1.∴不等式的解为-3≤x≤1.(2)整理,得x2-x-6>0.∵Δ>0,方程x2-x-6=0的解为x1=-2,x2=3.∴所以,原不等式的解为x<-2,或x<3.(3)整理,得(2x+1)2≥0.由于上式对任意实数x都成立,∴原不等式的解为一切实数.(4)整理,得(x-3)2≤0.由于当x=3时,(x-3)2=0成立;而对任意的实数x,(x-3)2<0都不成立,∴原不等式的解为x=3.(5)整理,得x2-x+4>0.Δ<0,所以,原不等式的解为一切实数.例4解关于的一元二次不等式为实数).分析对于一元二次不等式,按其一般解题步骤,首先应该将二次项系数变成正数,本题已满足这一要求,欲求一元二次不等式的解,要讨论根的判别式的符号,而这里的是关于未知系数的代数式,的符号取决于未知系数的取值范围,因此,再根据解题的需要,对的符号进行分类讨论.解:,①当所以,原不等式的解集为或;②当Δ=0,即a=±2时,原不等式的解为x≠-;③当为一切实数.综上,当a≤-2,或a≥2时,原不等式的解是或;当为一切实数.46\n习题2.3A组1.解下列方程组:(1)(2)(3)2.解下列不等式:(1)3x2-2x+1<0;(2)3x2-4<0;(3)2x-x2≥-1;(4)4-x2≤0.B组1.取什么值时,方程组有一个实数解?并求出这时方程组的解.2.解关于x的不等式x2-(1+a)x+a<0(a为常数).C组1.已知关于x不等式2x2+bx-c>0的解为x<-1,或x>3.试解关于x的不等式bx2+cx+4≥0.2.试求关于x的函数y=-x2+mx+2在0≤x≤2上的最大值k.46\n第三讲3.3.1直线与圆,圆与圆的位置关系设有直线和圆心为且半径为的圆,怎样判断直线和圆的位置关系?图3.3-1观察图3.3-1,不难发现直线与圆的位置关系为:当圆心到直线的距离时,直线和圆相离,如圆与直线;当圆心到直线的距离时,直线和圆相切,如圆与直线;当圆心到直线的距离时,直线和圆相交,如圆与直线.图3.3-2在直线与圆相交时,设两个交点分别为A、B.若直线经过圆心,则AB为直径;若直线不经过圆心,如图3.3-2,连结圆心和弦的中点的线段垂直于这条弦.且在中,为圆的半径,为圆心到直线的距离,为弦长的一半,根据勾股定理,有.图3.3-3当直线与圆相切时,如图3.3-3,为圆的切线,可得,,且在中,.如图3.3-4,为圆的切线,为圆的割线,我们可以证得,因而.图3.3-4例1如图3.3-5,已知⊙O的半径OB=5cm,弦AB=6cm,D是的中点,求弦BD的长度。解连结OD,交AB于点E。是圆心,在中,OB=5cm,BE=3cm,图3.3-546\n在中,BE=3cm,DE=1cm,例2已知圆的两条平行弦的长度分别为6和,且这两条线的距离为3.求这个圆的半径.解设圆的半径为,分两种情况(如图3.3-6):(1)若在两条平行线的外侧,如图(1),AB=6,CD=,图3.3-6则由,得,解得.(2)若在两条平行线的内侧(含线上),AB=6,CD=,则由,得,无解.综合得,圆的半径为5.设圆与圆半径分别为,它们可能有哪几种位置关系?图3.3-7观察图3.3-7,两圆的圆心距为,不难发现:当时,两圆相内切,如图(1);当时,两圆相外切,如图(2);当时,两圆相内含,如图(3);当时,两圆相交,如图(4);当时,两圆相外切,如图(5).例3设圆与圆的半径分别为3和2,,为两圆的交点,试求两圆的公共弦的长度.46\n解连交于,则,且为的中点,图3.3-8设,则,解得.故弦的长为.练习11.如图3.3-9,⊙O的半径为17cm,弦AB=30cm,AB所对的劣弧和优弧的中点分别为D、C,求弦AC和BD的长。图3.3-92.已知四边形ABCD是⊙O的内接梯形,AB//CD,AB=8cm,CD=6cm,⊙O的半径等于5cm,求梯形ABCD的面积。3.如图3.3-10,⊙O的直径AB和弦CD相交于点E,求CD的长。图3.3-104.若两圆的半径分别为3和8,圆心距为13,试求两圆的公切线的长度.3.3.2点的轨迹46\n在几何中,点的轨迹就是点按照某个条件运动形成的图形,它是符合某个条件的所有点组成的.例如,把长度为的线段的一个端点固定,另一个端点绕这个定点旋转一周就得到一个圆,这个圆上的每一个点到定点的距离都等于;同时,到定点的距离等于的所有点都在这个圆上.这个圆就叫做到定点的距离等于定长的点的轨迹.我们把符合某一条件的所有的点组成的图形,叫做符合这个条件的点的轨迹.这里含有两层意思:(1)图形是由符合条件的那些点组成的,就是说,图形上的任何一点都满足条件;(2)图形包含了符合条件的所有的点,就是说,符合条件的任何一点都在图形上.下面,我们讨论一些常见的平面内的点的轨迹.从上面对圆的讨论,可以得出:(1)到定点的距离等于定长的点的轨迹是以定点为圆心,定长为半径的圆.我们学过,线段垂直平分线上的每一点,和线段两个端点的距离相等;反过来,和线段两个端点的距离相等的点,都在这条线段的垂直平分线上.所以有下面的轨迹:(2)和已知线段两个端点的距离相等的点的轨迹,是这条线段的垂直平分线.由角平分线性质定理和它的逆定理,同样可以得到另一个轨迹:(3)到已知角的两边距离相等的点的轨迹,是这个角的平分线.例3⊙O过两个已知点、,圆心的轨迹是什么?画出它的图形.图3.3-11分析如图3.3-11,如果以点为圆心的圆经过点、,那么;反过来,如果一个点到、两点距离相等,即,那么以为圆心,OA为半径的圆一定经过、两点.这就是说,过、点的圆的圆心的轨迹,就是到、两点距离相等的点的轨迹,即和线段两个端点距离相等的点的轨迹.答:经过、两点的圆的圆心O的轨迹是线段的垂直平分线.练习21.画图说明满足下列条件的点的轨迹:(1)到定点的距离等于的点的轨迹;(2)到直线的距离等于的点的轨迹;(3)已知直线,到、的距离相等的点的轨迹.2.画图说明,到直线的距离等于定长的点的轨迹.习题3.146\nA组1.已知弓形弦长为4,弓形高为1,则弓形所在圆的半径为()A.B.C.3D.42.在半径等于4的圆中,垂直平分半径的弦长为()A.B.C.D.3.AB为⊙O的直径,弦,E为垂足,若BE=6,AE=4,则CD等于()A.B.C.D.4.如图3.3-12,在⊙O中,E是弦AB延长线上的一点,已知OB=10cm,OE=12cm,求AB。图3.3-12B组1.如图3.3-13,已知在中,以C为圆心,CA为半径的圆交斜边于D,求AD。图3.3-132.如图3.3-14,在直径为100mm的半圆铁片上切去一块高为20mm的弓形铁片,求弓形的弦AB的长。图3.3-143.如图3.3-15,内接于⊙O,D为的中点,于E46\n。求证:AD平分。图3.3-151.如图3.3-16,,C、D是的三等分点,AB分别交OC、OD于点E、F,求证:AE=BF=CD。图3.3-162.已知线段.画出到点的距离等于的点的轨迹,再画出到点的距离等于的点的轨迹,指出到点的距离等于,且到点的距离等于的点,这样的点有几个?参考答案46\n第一讲数与式1.1.1.绝对值1.(1);(2);或2.D3.3x-181.1.2.乘法公式1.(1) (2) (3) 2.(1)D(2)A1.1.3.二次根式1.(1) (2) (3) (4).2.C3.14.>1.1.4.分式1.2.B3.4.习题1.1A组1.(1)或(2)-4<x<3(3)x<-3,或x>32.13.(1)(2)(3)B组1.(1)(2),或-2.4.C组1.(1)C(2)C2.3.4.提示:1.2分解因式1.B2.(1)(x+2)(x+4)(2)(3)(4).习题1.21.(1) (2) (3)(4)2.(1); (2); (3);(4).3.等边三角形4.第二讲函数与方程2.1一元二次方程练习1.(1)C(2)D2.(1)-3(2)有两个不相等的实数根(3)x2+2x-3=03.k<4,且k≠04.-1提示:(x1-3)(x2-3)=x1x2-3(x1+x2)+9习题2.146\nA组1.(1)C(2)B提示:②和④是错的,对于②,由于方程的根的判别式Δ<0,所以方程没有实数根;对于④,其两根之和应为-.(3)C提示:当a=0时,方程不是一元二次方程,不合题意.2.(1)2(2)(3)6(3)3.当m>-,且m≠0时,方程有两个不相等的实数根;当m=-时,方程有两个相等的实数根;当m<-时,方程没有实数根.4.设已知方程的两根分别是x1和x2,则所求的方程的两根分别是-x1和-x2,∵x1+x2=7,x1x2=-1,∴(-x1)+(-x2)=-7,(-x1)×(-x2)=x1x2=-1,∴所求的方程为y2+7y-1=0.B组1.C提示:由于k=1时,方程为x2+2=0,没有实数根,所以k=-1.2.(1)2006提示:∵m+n=-2005,mn=-1,∴m2n+mn2-mn=mn(m+n-1)=-1×(-2005-1)=2006.(2)-3提示;∵a+b=-1,ab=-1,∴a3+a2b+ab2+b3=a2(a+b)+b2(a+b)=(a+b)(a2+b2)=(a+b)[(a+b)2-2ab]=(-1)×[(-1)2-2×(-1)]=-3.3.(1)∵Δ=(-k)2-4×1×(-2)=k2+8>0,∴方程一定有两个不相等的实数根.(2)∵x1+x2=k,x1x2=-2,∴2k>-2,即k>-1.4.(1)|x1-x2|=,=;(2)x13+x23=.5.∵|x1-x2|=,∴m=3.把m=3代入方程,Δ>0,满足题意,∴m=3.C组1.(1)B(2)A(3)C提示:由Δ≥0,得m≤,∴α+β=2(1-m)≥1.(4)B提示:∵a,b,c是ΔABC的三边长,∴a+b>c,∴Δ=(a+b)2-c2>0.2.(1)12提示:∵x1+x2=8,∴3x1+2x2=2(x1+x2)+x1=2×8+x1=18,∴x1=2,∴x2=6,∴m=x1x2=12.3.(1)假设存在实数k,使(2x1-x2)(x1-2x2)=-成立.∵一元二次方程4kx2-4kx+k+1=0有两个实数根,∴k≠0,且Δ=16k2-16k(k+1)=-16k≥0,∴k<0.∵x1+x2=1,x1x2=,∴(2x1-x2)(x1-2x2)=2x12-51x2+2x22=2(x1+x2)2-9x1x2=2-=-,即=,解得k=,与k<0相矛盾,所以,不存在实数k,使(2x1-x2)(x1-2x2)=-成立.(2)∵-2==,46\n∴要使-2的值为整数,只须k+1能整除4.而k为整数,∴k+1只能取±1,±2,±4.又∵k<0,∴k+1<1,∴k+1只能取-1,-2,-4,∴k=-2,-3,-5.∴能使-2的值为整数的实数k的整数值为-2,-3和-5.(3)当k=-2时,x1+x2=1,①x1x2=,②①2÷②,得+2=8,即,∴,∴.4.(1)Δ=;(2)∵x1x2=-≤0,∴x1≤0,x2≥0,或x1≥0,x2≤0.①若x1≤0,x2≥0,则x2=-x1+2,∴x1+x2=2,∴m-2=2,∴m=4.此时,方程为x2-2x-4=0,∴,.②若x1≥0,x2≤0,则-x2=x1+2,∴x1+x2=-2,∴m-2=-2,∴m=0.此时,方程为x2+2=0,∴x1=0,x2=-2.5.设方程的两根为x1,x2,则x1+x2=-1,x1x2=a,由一根大于1、另一根小于1,得(x1-1)(x2-1)<0,即x1x2-(x1+x2)+1<0,∴a-(-1)+1<0,∴a<-2.此时,Δ=12-4×(-2)>0,∴实数a的取值范围是a<-2.2.2二次函数2.2.1二次函数y=ax2+bx+c的图象和性质练习1.(1)D(2)D2.(1)4,0(2)2,-2,0(3)下,直线x=-2,(-2,5);-2,大,5;>-2.3.(1)开口向上;对称轴为直线x=1;顶点坐标为(1,-4);当x=1时,函数有最小值y=-4;当x<1时,y随着x的增大而减小;当x>1时,y随着x的增大而增大.其图象如图所示.(2)开口向下;对称轴为直线x=3;顶点坐标为(3,10);当x=3时,函数有最大值y=10;当x<3时,y随着x的增大而增大;当x>3时,y随着x的增大而减小.其图象如图所示.xyOx=1-13-3(1,-4)y=x2-2x-3(1)xOyx=31(3,10)y=-x2+6x+1(2)(第3题)46\n4.通过画出函数图象来解(图象略).(1)当x=-2时,函数有最大值y=3;无最小值.(2)当x=-1时,函数有最大值y=4;无最小值.(3)当x=-1时,函数有最大值y=4;当x=1时,函数有最小值y=0.(4)当x=0时,函数有最大值y=3;当x=3时,函数有最小值y=-12.2.2.2二次函数的三种表示方式练习1.(1)A(2)C2.(1)(x+1)(x-1)(2)43.(1)y=-x2+2x-3(2)y=(x-3)2+5(3)y=2(x-1+)(x+1-)2.2.3二次函数的简单应用练习1.(1)B(2)B(3)C2.(1)2,12(2)左,;下,6;直线y=33.(1)当x∈[0,1]时,y=x;(2)当x∈(1,2]时,y=;(3)当x∈(2,3]时,y=;(4)当x∈(3,4时,y=4-x.综上所述:习题2.2A组1.(1)D(2)C(3)D2.(1)y=x2+x-2(2)y=-x2+2x+33.y=2x2-12x+204.y=2x2-8x-10B组1.(1)y=2x2-12x+23,y=-2x2+12x-19(2)6,2(3)a≤-32.设票价为y(元),里程为xkm,由题意可知,汽车行驶的里程约为20km,所以,x的取值范围是0<x≤20.所以,函数关系式为46\ny(元)x(km)O第2题51015205432其图象如图所示.C组1.y=-4x2+4x+24提示:由最大值为25可得a<0,再利用韦达定理由立方和为19,求出a=-4.2.当长为6m,宽为3m时,矩形的面积最大.3.C1:y=-2(x+1)2+2;C2:y=-2(x-1)2+2;C2:y=2(x-1)2+2;C4:y=-2(x+1)2-2.2.3方程与不等式2.3.1二元二次方程组解法练习1.(1)(2)是方程的组解;(3)(4)不是方程组的解.2.(1)(2)(3)(4)2.3.2一元二次不等式解法练习1.(1)x<-1,或x>;(2)-3≤x≤4;(3)x<-4,或x>1;(4)x=4.2.不等式可以变为(x+1+a)(x+1-a)≤0,(1)当-1-a<-1+a,即a>0时,∴-1-a≤x≤-1+a;(2)当-1-a=-1+a,即a=0时,不等式即为(x+1)2≤0,∴x=-1;(3)当-1-a>-1+a,即a<0时,∴-1+a≤x≤-1-a.综上,当a>0时,原不等式的解为-1-a≤x≤-1+a;当a=0时,原不等式的解为x=-1;当a<0时,原不等式的解为-1+a≤x≤-1-a.习题2.3A组46\n1.(1)(2)(3)(4)2.(1)无解(2)(3)1-≤x≤1+(4)x≤-2,或x≥2B组1.消去,得.当,即时,方程有一个实数解.将代入原方程组,得方程组的解为2.不等式可变形为(x-1)(x-a)<0.∴当a>1时,原不等式的解为1<x<a;当a=1时,原不等式的无实数解;当a<1时,原不等式的解为a<x<1.C组1.由题意,得-1和3是方程2x2+bx-c=0的两根,∴-1+3=-,-1×3=-,即b=-4,c=6.∴等式bx2+cx+4≥0就为-4x2+6x+4≥0,即2x2-3x-2≤0,∴-≤x≤2.2.∵y=-x2+mx+2=-(x-)2+2+,∴当0≤≤2,即0≤m≤4时,k=2+;当<0,即m<0时,k=2;当>2,即m>4时,k=2m-2.∴第二讲圆3.1圆练习146\n1.取AB中点M,连CM,MD,则,且C,O,M,D共线,.2.O到AB,CD的距离分别为3cm,4cm,梯形的高为1cm或7cm,梯形的面积为7或49.3.半径为3cm,OE=2cm.,OF=.4.外公切线长为12,内公切线长为.练习21.(1)以A为圆心,3cm为半径的圆;(2)与平行,且与距离为2cm的两条平行线;(3)与AB平行,且与AB,CD距离相等的一条直线.2.两条平行直线,图略.习题3.3A组1.B2.A3.B4.AB=8cm.B组1.作于M,AB=13cm,.2.AB=120cm.3.先证,再证.4.先证明再证AE=BF=AC=CD.5.有2个,图略.46