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如果我们换一种思考方式,变换一下思维视角,从顶点坐标来看抛物线与x轴交点情况,真的让人感到新颖、别致、妙趣横生而意味深长。下面,请同学们来共同领略新视角的精妙所在,事实上,设二次函数一般式为:
y=ax2+bx+c(a≠0)将其一般式的化为顶点式为:y=a(x+)2+。
由顶点式可知抛物顶点坐标为:(-,)。因为a>0或a<0。故抛物线开口方向只有向上或向下两种情况。
(1)若抛物线与x轴只有一个公共点即唯一个交点。则意味着抛物线顶点必在x轴上,无论抛物线开口向上或向下,则其顶点坐标(- ,)
在x轴上,因为横轴上的点的纵坐标为0。
所以必有 =0,于是4ac-b2=0 即b2-4ac=0
反之,当b2-4ac=0时,则=0即顶点坐标的纵坐标=0而一个点的纵坐标为0,则此点必在x轴上。这说明b2-4ac=0时,抛物线顶点在x轴上。
总之,b2-4ac=0〈 〉抛物线y=ax2+bx+c与x轴只有唯一一个交点。
(2)若抛物线与x轴有两个交点,则可以分两种情况来考虑:
()a>0时,即开口向上抛物线与x轴有两个交点时,如图示,直观地可以看出顶点应在x轴下方,此时顶点坐标为(- ,),
其中的纵坐标显然应为负值。
即<0,因为a>0,则4ac-b2<0 即b2-4ac>0
综上所述,a>0,当抛物线与x轴有两个交点时,则b2-4ac>0
反之也成立,这可由同学们自己去思考。
()a<0时,若抛物线与x轴有两个交点,如图所示:
开口向下的抛物线其顶点在x轴上方,顶点坐标(- ,)中的纵坐标 应为正值。即>0,由于此时a<0,则b2-4ac<0 ,即b2-4ac>0反之,结论同样成立。
总之,结合()、()可得:
b2-4ac>0〈 〉抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴有两个不同交点。
(3)若抛物线与x轴没有交点,也分两种情况来考虑。
()若a>0如图所示,因抛物线与x轴无交点故顶点在x轴上方。顶点的纵坐标 >0 ,又a>0则4ac-b2>0,即b2-4ac<0,反之也成立
()若a<0抛物线y=ax2+bx+c开口向下,如图所示,
由于抛物线与x轴没有交点,所以顶点在x轴下方,故顶点纵坐标为负值,即
<0,
但a<0,故4ac-b2>0 ,所以b2-4ac<0,
反之也成立。
综合()、()可在,b2-4ac<0〈 〉抛物线y=ax2+bx+c (a≠0)与x轴没有交点。
总之:概括上述所讨论的(1)、(2)、(3)可以归纳出抛物线y=ax2+bx+c (a≠0)与x轴交点情况:
(A)b2-4ac=0〈 〉抛物线y=ax2+bx+c与x轴有唯一一个公共点。
(B)b2-4ac>0〈 〉抛物线y=ax2+bx+c与x轴有两个交点。
(C)b2-4ac<0〈 〉抛物线y=ax2+bx+c与x轴没有公共点。
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