沪科版九年级数学上册第21章二次函数与反比例函数21.3 二次函数与一元二次方程第1课时 二次函数与一元二次方程课件

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名称 沪科版九年级数学上册第21章二次函数与反比例函数21.3 二次函数与一元二次方程第1课时 二次函数与一元二次方程课件
格式 ppt
文件大小 1.5MB
资源类型 试卷
版本资源 沪科版
科目 数学
更新时间 2025-06-15 07:19:06

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文档简介

(共33张PPT)
1. 通过探索,理解二次函数与一元二次方程之间的联系;(重点)
2. 会用二次函数图象求一元二次方程的近似解;(重点)
3. 通过研究二次函数与一元二次方程的联系体会数形结合思想的应用.(难点)
学习目标
导入新课
情境引入
问题 如图,以 40 m/s 的速度将小球沿与地面成 30° 角的方向击出时,球的飞行路线将是一条抛物线,如果不考虑空气的阻力,球的飞行高度 h(单位:m)与飞行时间 t(单位:s)之间具有关系:
h = 20t - 5t2.
考虑以下问题:
(1) 小球的飞行高度能否达到 15 m?如果能,需要多少飞行时间?
h = 20t - 5t2
讲授新课
二次函数与一元二次方程的关系

O
h/m
t/s
15
1
3
故当小球飞行 1 s 或 3 s 时,它的高度为 15 m.
解:令 15 = 20t - 5t2,
整理,得 t2 - 4t + 3 = 0,
解得 t1 = 1, t2 = 3.
你能结合上图指出为什么在两个时间小球的高度为 15 m 吗?
(2) 小球的飞行高度能否达到 20 m?如果能,需要多少飞行时间?
你能结合图形指出为什么只在一个时间小球的高度为 20 m 吗?
O
h/m
t/s
20
2
解:令 20 = 20t - 5t2,
整理,得 t2 - 4t + 4 = 0,
解得 t1 = t2 = 2.
故当小球飞行 2 s 时,它的高度为 20 m.
h = 20t - 5t2
解:令 20.5 = 20t - 5t2,
整理,得 t2 - 4t + 4.1 = 0,
因为 Δ = (-4)2 - 4×4.1<0,
所以方程无解.
故小球的飞行高度达不到 20.5 m.
(3)小球的飞行高度能否达到 20.5 m?为什么?
O
h/m
t/s
你能结合图形指出为什么小球不能达到 20.5 m 的高度吗
20.5
h = 20t - 5t2
(4) 小球从飞出到落地要用多少时间?
O
h/m
t/s
令 0 = 20t - 5t2,
整理,得 t2 - 4t = 0,
解得 t1 = 0,t2 = 4.
即当小球飞行 0 s 和 4 s 时,它的高度为 0 m.
故小球从飞出到落地要用 4 s 时间.
h = 20t - 5t2
解:小球飞出时和落地时的高度都为 0 m,
从上面发现,二次函数 y = ax2 + bx + c 何时为一元二次方程
一般地,当因变量 y 取某一个确定值时,二次函数为一元二次方程.
为一个常数
(确定值)
如:y = 5 时,则 5 = ax2 + bx + c 就是一个一元二次方程.
所以二次函数与一元二次方程关系密切.
例如,已知二次函数 y = -x2+4x 的值为 3,求对应的自变量 x 的值,可以通过解一元二次方程-x2+4x = 3(即 x2-4x+3 = 0)得到.
反过来,解方程 x2-4x+3 = 0 又可以看作已知二次函数 y = x2-4x+3 的值为 0,求自变量 x 的值.
利用二次函数深入探讨一元二次方程

思考
观察思考下列二次函数的图象与 x 轴有交点吗?如果有,交点的横坐标是多少?当 x 取交点的横坐标时,函数的值是多少?由此你能得出相应的一元二次方程的根吗?
(1)y = x2 + x - 2;
(2)y = x2 - 6x + 9;
(3)y = x2 - x + 1.
1
y = x2-6x+9
y = x2-x+1
y = x2+x-2
观察图象,完成下表:
抛物线与 x 轴交点个数 交点
横坐标 相应的一元二次
方程的根
y = x2 - x + 1
y = x2 - 6x + 9
y = x2 + x - 2
0 个
1 个
2 个
x2 - x + 1 = 0,无解
3
x2-6x+9=0,x1=x2=3
-2,1
x2+x-2=0,x1=-2,x2=1
知识要点
二次函数
y = ax2 + bx + c 的
图象与 x 轴交点情况 一元二次方程
ax2 + bx + c = 0 的根 b2 - 4ac
有两个交点(x1,0),(x2,0)
有两个不相等的实数根 x1,x2
b2 - 4ac>0
b2 - 4ac = 0
没有交点
没有实数根
b2 - 4ac<0
二次函数 y = ax2 + bx + c 的图象与 x 轴的交点情况与一元二次方程 ax2 + bx + c = 0 的根的关系
有一个交点 ( ,0)
有两个相等的实数根 x1=x2=
例1 已知关于 x 的二次函数 y=mx2-(m+2)x+2 (m ≠ 0).
(1) 求证:此抛物线与 x 轴总有交点;
证明:对于一元二次方程 mx2-(m+2)x+2=0 (m ≠ 0),
∵ Δ=(m+2)2-4m×2=m2+4m+4-8m=(m-2)2≥0,
∴ 一元二次方程 mx2-(m+2)x+2=0 一定有两个实数根.
∴ 抛物线 y=mx2-(m+2)x+2 与 x 轴总有交点.
解:令 y=0,则 (x-1)(mx-2)=0,
所以 x-1=0 或 mx-2=0,
解得 x1=1,x2= .
当正整数 m = 1 时,x2 为整数且 x1≠x2,即抛物线与 x 轴总有两个交点,且它们的横坐标都是整数.
所以正整数 m 的值为 1.
例1 已知关于 x 的二次函数 y=mx2-(m+2)x+2 (m ≠ 0).
(2) 若此抛物线与 x 轴总有两个交点,且它们的横坐标都是整数,求正整数 m 的值.
变式:已知抛物线 y=x2+ax+a-2.
(1) 求证:不论 a 取何值,抛物线 y=x2+ax+a-2 与 x 轴都有两个交点;
(2) 设这个抛物线与 x 轴相交于 A(x1,0),B(x2,0),且 x1、x2 的平方和为 3,求 a 的值.
(1) 证明:∵ a2-4(a-2)=(a-2)2+4>0,
∴ 不论 a 取何值,抛物线 y=x2+ax+a-2 与 x 轴都有两个交点.
(2) 解:依题意知 x1+x2=-a,x1·x2=a-2,
∴ x12+x22=(x1+x2)2-2x1·x2=a2-2a+4=3. ∴ a=1.
例2 如图,小丁在扔铅球时,铅球沿抛物线 运行,其中 x 是铅球离初始位置的水平距离,y 是铅球离地面的高度.
(1)当铅球离地面的高度为 2.1 m 时,它离初始位置的水平距离是多少?
(2)铅球离地面的高度能否达到 2.5 m?如果能,此时离初始位置的水平距离是多少?
(3)铅球离地面的高度能否达
到 3 m?为什么?
解:令

解得
故当铅球离地面的高度为 2.1 m 时,它离初始位置的水平距离是 1 m 或 5 m.
(1)当铅球离地面的高度为 2.1 m 时,它离初始位置的水平距离是多少?
(2) 铅球离地面的高度能否达到 2.5 m?如果能,它离初始位置的水平距离是多少?
解:令

解得
故当铅球离地面的高度为 2.5 m 时,它离初始位置的水平距离是 3 m.
解:令

因为 所以方程无实根.
所以铅球离地面的高度不能达到 3 m.
(3) 铅球离地面的高度能否达到 3 m?为什么?
二次函数与一元二次方程紧密地联系起来了.
例3 用图象法求一元二次方程 x + 2x - 1 = 0 的近似解
(精确到 0.1).
分析:一元二次方程 x + 2x - 1 = 0 的根就是抛物线 y = x + 2x - 1 与 x 轴的交点的横坐标,因此我们可以先画出这条抛物线,然后从图上找出它与 x 轴的交点的横坐标,这种解一元二次方程的方法叫做图象法.
利用二次函数求一元二次方程的近似解

解:画出函数 y = x + 2x - 1 的图象 (如图),由图象可知,方程 x + 2x - 1 = 0 有两个实数根,一个在 -3 与 -2 之间,另一个在 0 与 1 之间.
x
y
O
先求位于 -3 到 -2 之间的根,由图象可估计这个根是 -2.5 或 -2.4,利用计算器进行探索,见下表:
x … -2.5 -2.4 …
y … 0.25 -0.04 …
观察上表可以发现,当 x 分别取 -2.5 和 -2.4 时,对应的 y 由正变负,可见在 -2.5 和 -2.4 之间肯定有一个 x 使 y = 0,即有方程 x2 - 2x -1 = 0 的一个根. 题目只要求精确到 0.1,这时取 x = -2.5 和 x = -2.4 作为根都符合要求.但当 x = -2.4 时 y 更接近 0,故 x1≈-2.4. 同理可得另一近似根为 x2≈0.4.
一元二次方程的图象解法
利用二次函数的图象求一元二次方程的近似根.
(1) 用描点法作出二次函数的图象;
(2) 观察估计二次函数的图象与 x 轴的交点的横坐标;
由图象可知,图象与 x 轴有两个交点,其横坐标的取值范围,通过取平均数的方法不断缩小根所在的范围 (可将单位长再十等分,借助计算器确定其近似根).
(3) 确定方程的解.
由此可知,使二次函数的函数值更接近 0 的数,即为方程的近似解.
方法归纳
解析:由图象可得该抛物线的对称轴为
x=-1,而对称轴右侧图象与 x 轴交点
到原点的距离约为 0.5,∴ x2≈0.5.
又∵ 对称轴为 x=-1,∴ =-1.
∴ x1≈2×(-1)-0.5=-2.5. 故选 B.
例4 已知二次函数 y=ax2+bx+c 的图象如图所示,则一元二次方程 ax2+bx+c=0 的近似根为(  )
A.x1≈-2.1,x2≈0.1 B.x1≈-2.5,x2≈0.5
C.x1≈-2.9,x2≈0.9 D.x1≈-3,x2≈1
B
解答本题首先需要根据图象估计出一个根,再根据对称性计算出另一个根,估计值的精确程度,直接关系到计算的准确性,故估计尽量要准确.
方法总结
判断方程 ax2 + bx + c = 0 (a ≠ 0,a,b,c 为常数) 的一个解 x 的范围是 ( )
A. 3<x<3.23 B. 3.23<x<3.24
C. 3.24<x<3.25 D. 3.25<x<3.26
x 3.23 3.24 3.25 3.26
y = ax2 + bx + c -0.06 -0.02 0.03 0.09
C
1. 根据下列表格的对应值:
当堂练习
2. 若二次函数 y = -x2 + 2x + k 的部分图象如图所示,且关于 x 的一元二次方程 -x2 + 2x + k = 0 的一个解 x1 = 3,则另一个解 x2 = .
-1
y
O
x
1
3
3. 一元二次方程 3x2 + x - 10 = 0 的两个根是 x1 = -2,x2 = ,那么二次函数 y = 3x2 + x - 10 与 x 轴的交点坐标是 .
(-2,0) 和 ( ,0)
4. 若一元二次方程 无实根,则抛物线
的图象位于 (  )
A. x 轴上方 B. 第一、二、三象限
C. x 轴下方 D. 第二、三、四象限
A
5. 二次函数 y=kx2-6x+3 的图象与 x 轴有交点,则 k 的取值范围是 (  )
A. k<3 B. k<3 且 k ≠ 0
C. k≤3 D. k≤3 且 k ≠ 0
D
6. 已知函数 y=(k-3)x2+2x+1 的图象与 x 轴有交点,求 k 的取值范围.
解:当 k=3 时,函数 y=2x+1 是一次函数.
∵一次函数 y=2x+1 与 x 轴有一个交点,∴ k=3.
当 k ≠ 3 时,y=(k-3)x2+2x+1 是二次函数.
∵ 二次函数 y=(k-3)x2+2x+1 的图象与 x 轴有交点,
∴ Δ=22-4(k-3)=-4k+16≥0,
即 k≤4 且 k ≠ 3.
综上所述,k 的取值范围是 k≤4.
7. 某学校初三年级的一场篮球比赛中,如图,队员甲正在投篮,已知球出手时距地面 米,与篮框中心的水平距离为 7 米,当球出手后水平距离为 4 米时到达最大高度 4 米,设篮球运行轨迹为抛物线,篮框距地面 3 米.
(1) 建立如图所示的平面直角坐标系,问此球能否准确投中?
解:由题意可知,A (0, ),B (4,4),C (7,3),其中点 B 是抛物线的顶点.
设二次函数表达式为 y=a(x-4)2+4,将点 A 的坐标代入,可得 a=- ,故 y=- (x-4)2+4.
当 x=7 时,y=- (7-4)2+4=3,
∴ 点 C (7,3) 在该抛物线上.
∴ 此球能准确投中.
(2) 此时,若对方队员乙在甲面前 1 米处跳起盖帽拦截,已知乙的最大摸高为 3.1 米,那么他能否获得成功?
解:将 x=1 代入函数关系式,得 y=3.
因为 3.1>3,
所以盖帽能获得成功.
课堂小结
二次函数与一元二次方程
二次函数与一元二次方程的关系
y = ax2 + bx + c (a ≠ 0),当 y 取确定值时就成了一元二次方程;ax2 + bx + c = 0 (a ≠ 0),右边换成 y 时就成了二次函数.
二次函数与一元二次方程根的情况
二次函数与 x 轴的交点个数
b2 - 4ac 的符号
一元二次方程根的情况