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透视二次函数常见的五大考点
2023-01-18 09:00:09 ℃江陈峰
(江苏省西亭高级中学)
作为基本初等函数,二次函数既是初中数学知识点,也是中考数学的重要考点.这足以证明二次函数的重要性.高考中对二次函数的考查往往以“三个二次”(二次函数、二次方程和二次不等式)为载体,其综合性得到加强.那么高考命题中,对二次函数是如何考查的呢?
高中的二次函数与初中研究的重点不同,初中研究其图像及其应用,而高中研究其性质及其应用.
例1函数f(x)=(x-2)(ax+b)为偶函数,且在(0,+∞)单调递增,则f(2-x)>0 的解集为( ).
A.{x|-2<x<2} B.{x|x>2或x<-2}
C.{x|0<x<4} D.{x|x>4或x<0}
解析因为f(x)是偶函数,所以b-2a=0,则f(x)=ax2-4a=a(x-2)(x+2),又因为f(x)在(0,+∞)上单调递增,所以a>0.由二次函数的性质不难发现,不等式f(2-x)>0的解集是{x|x<0或x>4},故选D.
点评本题将一元二次函数的性质与一元二次不等式综合在一起,体现了高考对二次函数基础题考查的要求.
我们知道,一元二次函数至多有两个零点,而当一元二次函数中含有绝对值符号时,零点就发生了变化.带绝对值的一元二次函数时常出现在高考中,这类问题具有一定的难度.
例2已知函数f(x)=|x2+3x|,x∈R.如果方程f(x)-a|x-1|=0恰好有4个互不相同的实数根,那么实数a的取值范围是_________.
解析如图1所示,将f(x)=|x2+3x|和g(x)=a|x-1|的图像画在同一个平面直角坐标系中,于是原问题就转化为f(x)与g(x)的图像刚好有4个交点.当直线y=a(x-1)与抛物线y=x2+3x(或直线y=-a(x-1)与抛物线y=-x2-3x)相切时,函数f(x)与g(x)的图像刚好有3 个交点.将y=a(x-1)代入y=x2+3x,整理可得
图1
x2+(3-a)x+a=0.
由Δ=(3-a)2-4a=0,解得a=1或9.
又当a=0时,f(x)与g(x)仅有两个交点,所以0<a<1或a>9.
点评对于零点个数问题一般可以采用数形结合方法求解,一元二次函数也不例外,通过构造一定一动的两个函数,在动函数的图像移动中可直接找到答案.
二次函数零点(一元二次方程根)的分布问题,出现在“函数与方程”的章节中.作为一种数学思想,函数与方程是高中数学解题必备的策略,而根的分布问题恰好体现了这个思想,所以这个考点常常出现在函数综合题中.
例3已知函数f(x)=ax2+bx+c(a,b∈R,a≠0).
(1)当a=1,b=2 时,若存在实数x1,x2(x1≠x2)满足|f(xi)|=2(i=1,2),试求实数c的取值范围;
(2)若a>0,函数f(x)在[-5,-2]上不单调,且该函数图像与x轴相切,记f(2)=λ(b-2a),试求实数λ满足的取值范围.
解析(1)由题意知方程x2+2x+c=2有两个不相等的实数根,且x2+2x+c=-2无实数根,于是有所以-1<c<3.
(2)因为a>0,函数f(x)在[-5,-2]上不单调,且该函数图像与x轴相切,所以
点评本题第(1)问明显是二次函数的零点分布问题,而第(2)问看似与二次函数的零点分布问题无关,但要求λ的取值范围,必须先确定的取值范围,这时需用到f(x)在[-5,-2]上有极值点,这也是一个零点分布问题.
讨论参数,是高中数学的重要题型,因此含参数的二次函数问题时常出现,难度中等或中等偏上.
例4如果函数y=的值域是[0,+∞),那么实数a的取值范围为( ).
A.(2,+∞)
B.(-∞,-1)∪(2,+∞)
C.[-1,2]
D.[0,2]
解析因为函数y=的值域是[0,+∞),所以t=2ax2+4x+a-1能取遍[0,+∞)上的所有实数.
当a=0时,函数t=4x-1能取遍[0,+∞)上的所有实数,只需它的定义域满足[,+∞)即可.
当a≠0时,为使t=2ax2+4x+a-1能取遍[0,+∞)上的所有实数,只需满足条件
解得0<a≤2,故0≤a≤2,选D.
点评这里需特别注意定义域是R 与值域为[0,+∞)的区别,根据值域是[0,+∞)可知函数t=2ax2+4x+a-1能取遍[0,+∞)上的所有实数;而定义域为R,等价于2ax2+4x+a-1≥0恒成立.这是两个不同的概念,不可混为一谈.
在高考中,为提高二次函数的考查难度与力度,往往将二次函数问题与复合函数相结合,解题时需要弄清楚内函数与外函数之间的关系.
例5已知函数f(x)=ax2+2x+1,若f(f(x))≥0在R上都恒成立,则实数a的取值范围为________.
点评本题是一个二次函数与复合函数的问题,具有一定的难度,解答时应注意内函数的值域就是外函数的定义域.
总之,高考对二次函数的考查一般不会单独命题,而是隐藏在函数的综合题中,在解答这类问题时,需特别注意数学思想的合理运用.
(完)
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