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二次函數與兩軸交點之討論: 1

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Academic year: 2022

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(1)

Ⅰ. 二次函數與兩軸交點之討論:

1. 若a≠0, y = ax bx + 圖形與y軸的交點:

= 

ax bx +

令 x =0 Þ  y= c ,即與y軸交於(0, c ),如圖一。

y=0 Þ  x = 

ab 

2 4  -

± -

(圖一) 2. 若  y=0 且 a ≠0, y = ax bx + c 圖形與 x 軸的交點: 

(1)  當判別式 -  ac 4  > 0:

a. 方程式根為兩相異實根, x = 

ab 

2 4  -

±

- 。

b. 圖與 x 軸的交點為相異兩交點。

c.  a > 0 (開口向上,如圖二) ;  a < 0 (開口向下,如圖三)。

(圖二) (圖三) 

(2)  當判別式  2 - 4 ac =0:

a. 方程式根為兩相等實根, x = 

ab 

2 4  -

±

- = 

2

- 。

b. 圖與 x 軸的交點為相切(一交點)。

c.  a > 0 (開口向上,如圖四) ;  a < 0 (開口向下,如圖五)。

(0,c) 

O

(2)

3. 已知三點坐標,求過三點的二次函數,將三點坐標代入  y ax + bx +

【範例】 :已知某二次函數其圖形通過A(1,8)、B(-2,2)、C(0,4),

求此二次函數為何?

解:假設此二次函數為 y ax + bx +

A(1,8)、B(-2,2)、C(0,4)三點代入方程式中得

ï î ï í ì

=

+ -

=

+ +

2  4  2  8

Þ ï î ï í ì

=

=

4  3 

所以,此二次函數為  y= 2 +  x 3  + 4 。

【範例】 :已知三點座標為A(-1,2)、B(0,-4)、C(-2,4),求過此三點的 二次函數為何?

解:假設此二次函數為 y ax + bx +

A(-1,2)、B(0,-4)、C(-2,4)三點代入方程式中得:

ï î ï í ì

+ -

=

= -

+ -

2  4  4 

4  2

Þ ï î ï í ì

-

= -

= -

4  8 

所以,此二次函數為  y= 2 - 8 - 4 。

【練習】:已知某二次函數之對稱軸 x =3,且其圖形通過A(3,2)、B(5,6)兩點,

求此二次函數為何?

解:假設此二次函數為y= a - 3 ) + AB兩點代入方程式中得

î í ì

+

= +

4  6 

2 Þ

î í ì

=

=  2 

所以,此二次函數為  y= ( x - 3 ) 2 + 2 。

【練習】:已知某二次函數之頂點為(-2,-6),且其圖形通過A(-5,0) , 求此二次函數為何?

解:假設此二次函數為y= x + 2 ) 2 - 6 

A(-5,0)代入方程式中得  0= ( - 5 + 2 ) - 6  Þ a =  3  2 

所以,此二次函數為  y=  (  2 )  6  3 

2 -

(3)

【練習】:已知某二次函數其圖形通過A(1,0)、B(-1,-4)、C(4,-39),

求此二次函數為何?

解:假設此二次函數為 y ax + bx +

A(1,0)、B(-1,-4)、C(4,-39)三點代入方程式中得

ï î ï í ì

+ +

= -

+ -

= -

+ +

4  16  39  4  0

Þ ï î ï í ì

=

= -

1  2 

所以,此二次函數為  y= 2 + 2 + 1 。

Ⅲ. 圖形的應用:有時,在實際狀況中我們也可能用到二次函數的最大值與最小值,

由以下的範例更可了解二次函數在日常生活的重要性。

【範例】 :某人想用一條 100 公尺的繩子圍成一個矩形的停車場,請問如何才能圍出最大 面積的停車場?並求出此面積。

解:

設停車場的某一邊長為 x 公尺,因此另一邊長為(50- x )公尺。

我們並以y平方公尺來表示此停車場的面積。

依題意可列式:  =  x (50- x )

= 50 x - x 

= -( x -25) +625

因為停車場的邊長必為正數,所以 x > 0 且 50- x > 0 , 即 x 值範圍為 0< x <50。

由上可知 當 x =25 時,停車場面積可為成最大的 625 平方公尺

即當此停車場為正方形時,所 圍成的面積最大,且其值為 625 平方 公尺 , 並從圖形我們得知 y值的範圍為 0 <  y  625。 £

10 100

(25,625) 

y= 50 x- x 2

(4)

【範例】 :如何把 30 分成兩數,使得這兩數的平方和最小?

解:設某一數為 x ,因此另一數為(30- x )。

我們並以y來表示這兩數的平方和。

依題意可列式:  y= x  +(30- x ) 

= x  +900-60 x + 

=2( x -15) +450 由上可知,當一數為 15 而另一數亦為 15 時,

使得這兩數的平方和有最小值為 450。 

5

200 (15,450) 

y= 2 ( x- 1 5) + 45 0 

2

(5)

【例題 1】 【練習 1】

二次函數 y = x 2 + 2 - 3 的圖形交 x 軸於A、  B兩點,交y軸於C點,求  ABCD 的面積為 多少?

解:

二次函數 y = - 2 - 2 + 15 的頂點為A,此函數 的圖形與 x 軸交於BC,求  ABCD 的面積為 多少?

解:

【例題 2】 【練習 2】

若二次函數 y ax + bx + 的圖形如下圖所 示,請分別判別 a 、b、 c 及 b 2 - 4 ac 的正、

負。

解:Q

若二次函數 y ax + bx + 的圖形如下圖所 示,請分別判別 a 、b、 c 及 b 2 - 4 ac 的正、

負。

解:Q 

y

(6)

【例題 3】 【練習 3】

若二次函數 y = - 2 + 6 + k 的圖形與 x 軸 交於兩點,求k的範圍為何?

解:

若二次函數 y = + 1 ) 2 - 4 - 1 的圖形與 x 軸 不相交,求 m 的範圍為何?

解:

【例題 4】 【練習 4】 

2 1  + +

= ax  bx 

的圖形之最高點坐標為

(-1,2),則 a + b = ? 解: 

2 2  + +

= ax  bx 

的圖形之最高點坐標為

(-1,1),則 a - b = ? 解:

【例題 5】 【練習 5】

設二次函數通過(0,3)、(1,4)、(2,3) 三點,求此二次函數。

解:

設二次函數通過(0,8)、(1,12)、(-1,6) 三點,求此二次函數。

解:

(7)

【例題 6】 【練習 6】

已知某二次函數之對稱軸為 x + 3 = 0 ,且其 圖形通過A(-2,5)、B(1,35),求此二次 函數為何?

解:

已知某二次函數之對稱軸為 x - 2 = 0 ,且其圖 形通過A(3,4)、B(-1,-4),求此二次 函數為何?

解:

【例題 7】 【練習 7】

已知某二次函數之頂點為(1,1),且其圖形 通過A(3,5),則此二次函數為何?

解:

已知某二次函數之頂點為(3,-4),且其圖形通 過A(2,-2),則此二次函數為何?

解:

(8)

………

一.選擇題:

( )1. 下列那一個二次函數圖形的圖形開口最小:

(A) y - = (B)  y - = 3x  (C)  y = 2x  (D)  y = x 

( )2. 函數 y =  x 2 - 3 的頂點座標為:

(A) (0,0) (B) (0,3) (C) (0,-3) (D) (-3,0) 。

( )3. 把 y = x 的圖形向下移動 5 單位長,就可得到新圖形的函數為 (A)  y = 5x  (B)  y - = 5x  (C)  y = x 2 + 5  (D)  y = x 2 - 5  。

( )4. 函數 y = x 2 + 2 + 2 可化成 y + + 的形式,則 a + h + = (A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 3 。

( )5.  y = 2 - 12 + 19 之圖形的對稱軸方程式為

(A)  x = 3 (B)  x = - 3 (C)  x 軸 (D)  y軸 。

( )6. 若二次函數 y - 3 ) + 有最小值 - 1 ,則

(A)  a > b  (B)  a = b  (C)  a < b  (D) a 、b無法比較 。

( )7. 設 x 是任意數且 2 + - 4 = 0 ,則下列何數不可能是y值?

(A)4 (B) 5 (C) 6 (D) 7 。

( )8. 設二次函數的圖形通過(0,2)和(1,4)且y軸是對稱軸,則此二次函數為 (A) 最大值 1 (B) 最大值 2 (C) 最小值 1 (D) 最小值 2 。

( )9. 在直角座標平面上將二次函數 y = 2 ( + 1 ) 2 - 2 的圖形向右 移動 3 單位長,再向下移動 1 個單位長,則其最低點為

(A) (2,-3) (B) (-2,3) (C) (2,3) (D) (3,2) 。

( )10.若二次函數 y = - 2 ( - 3 ) 2 + 4 ,則下列何者正確 ? (A)  y的最大值是 3 (B)  y的最小值是 3 (C)  y的最大值是 4 (D)  y的最小值是 4 。

(9)

二.填充題:

1. 若二次函數 y = ax + 4 ax - 2 有最大值 - 6 ,則 a =

2. 若 1 £ x £ 6 , y = 2 - 8 + 6 的最大值為M ,最小值為 m , 則 M + m = 。

3. 設 a : = b  1 : 3 , b : = c  3 : 4 ,則 ab - bc + 2 ac + 4 的最大值為 。

4. 若二次函數 y ax + bx + 之圖形有最高點,其位置在y軸的左方,

則點( a ,b)在第 象限。

5. 若 

y

+

=  - 4  40 

有最大值 4,則k值為 。

6. 有一出租公寓有 70 間套房,每月租金 3000 元可全部租出,若每 間房間每增加 50 元,則平均有一間未租出去,則:

(1) 設公寓套房有 x 間未租出去時,總收入為y元,則 x 與y的關

係式為 。

(2) 欲使總收入達到最高時,房間將有 間未租出。

(3) 承(2),每個房間的租金為 元。

(10)

7. 座標平面上 y - = 2x 的圖形向右平移 3 個單位長,就得到 的圖形,再向 下平移 5 個單位長,就得到 的圖形。(寫出二次函數) 。

三.計算題

1. 在座標平面上描繪下列二次函數的圖形

(1)  y =  x 2 - 3  (2)  y = x 2 + 2 - 3  。 解:

2. 求下列二次函數的頂點座標及最大值或最小值:

(1)  y = - 2 ( - 1 ) 2 - 5  (2)  y = 2 + 4 - 1 。 解:

(11)

3. 將 2 34 + 288 = 0 化成 x = p ,求 a + p 之值。

解:

4. 若7和 - 4 為一元二次方程式 2 + bx + = 0 的兩根,求 b + c = ? 解:

5. 一拋物線通過A(0,3)、B(3,27)兩點,且圖形經平移後與 y = 2x 重合,求此拋物線 的二次函數。

解:

6.已知某二次函數其圖形通過A(-1,0)、B(4,0)、C(8,2)三點,求此二次函數為何?

解:

(12)

7.一果園中種了 25 顆橘樹,每棵平均可生產橘子 450 個;若在此園中每加種 一棵則每棵平均生產量減少 10 個。問應加種幾棵才能使此園的產量達到最 大?最大產量是多少?

解:

8.已知ABP為數線上的三點,它們的坐標分別為 2, - 3 ,x,設 4 PA - PB 的值為y。 解:

9.在高出海平面 40 公尺的岩石上,向海面上空拋出一石子,且看錶計時,

已知高度y公尺為時間 x 秒之二次函數其關係如下: y = f ) = - 2 2 + 16 + 40 , 請問: 

(1)  此石子擲出經幾秒後,可達最高高度?又最高高度為多少公尺? 

(2)  石子從擲出到落海前,在空中停留幾秒?

解:

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