拋物線與x軸交點情況:
①沒有交點,②一個交點,③兩個交點;
一元二次方程根的情況:
①沒有實數根,②兩個相等的實數根,③兩個不等的實數根
而拋物線與x軸交點個數及一元二次方程根的個數都與判別式△=b^2-4ac的大小有關係。
△<0,沒有交點,沒有根;
△=0,一個交點,兩個相等的實根;
△>0,兩個交點,兩個不等的實數根。
一元二次方程兩根之和:x1+x2=-b/a,(x1+x2)/2=-b/2a是二次函數的對稱軸;
兩根之積:x1x2=c/a,其符號決定了二次函數與x軸交點是在y軸同側還是異側。
在利用二次函數f(x)=ax^2+bx+c(a≠0)來研究一元二次方程根的情況時,常用到以下結論:
①方程有一根小於m,另一根大於n(m<n)的條件是:mf(m)<0且mf(n)<0;
②方程有一根小於m,另一根大於m的條件是:mf(m)<0;
③方程在m,n(m<n)之間只有一根的條件是:f(m)f(n)<0;
④方程在m,n(m<n)之間有兩個實根的條件是:
△>0,mf(m)>0,mf()>0,m<-b/2a<n。
例1:已知關於x的一元二次方程2x^2+m^2x+6m=0有一根小於-2,另一根大於0,求m的取值範圍。
分析:見上面結論①。
因為原方程有一根小於-2,另一根大於0,所以有:2f(-2)<0,即8-2m^2+6m<0,
m^2-3m-4>0,解得m<-1或m>4①;
2f(0)<0,即6m<0,解得m<0②;
由①②得m<-1。
例2、已知關於x的一元二次方程x^2+(2m-1)x-(3m+2)=0有兩個實數根,且這兩根都在0與5之間,求m的取值範圍。
分析:見上面結論④。
解設y=f(x)=x^2+(2m-1)x-(3m+2),拋物線開口向上,頂點在x軸下方,與x軸交點的橫坐標都在0~5之間,因此符合要求的m的值應滿足:
①△≥0,(2m-1)^2+4(3m+2)≥0,
即4m^2+8m+9≥0,恆大於0,m為任意實數。
②f(0)>0,3m+2<0,解得m<-2/3。
③f(5)>0,25+5(2m-1)-(3m+2)>0,
即7m+18>0,解得m>-18/7。
④0<-b/2a<5,0<-(2m-1)<10,
即-10<2m-1<0,解得-9/2<m<1/2。
綜上,符合要求的m的取值範圍為:
-18/7<m<-2/3。
例3、已知拋物線y=-x^2+2(m+1)x+m+3與x軸有兩個交點A,B,且點A在x軸正半軸上,點B在x軸負半軸上,設OA的長為a,OB的長為b。
①求m的取值範圍;
②如果a:b=3:1,求m的值,並寫出此時拋物線的解析式。
解:①△=b^2-4ac=4(m+1)^2+4(m+3),恆大於0,m為任意實數;
x1.x2=c/a=-(m+3)<0,解得m>-3。
所以m的取值範圍為m>-3。
②由題意得:
a=3b,
a+(-b)=2(m+1),
a(-b)=-(m+3),
解這個方程組得m=0。
所以此時拋物線的解析式為y=-x^2+2x+3。