初中数学题详解:二次函数与x轴交点个数问题

初中数学题详解:二次函数与x轴交点个数问题

适合初中各年级学生 | 知识点全覆盖 | 掌握代数技巧

题目展示

二次函数 y = x² – 2x + 1 与x轴的交点个数为()

A. 0个 | B. 1个 | C. 2个 | D. 3个

答案:B. 1个

二次函数抛物线与x轴交点示意图

解题方法一:配方法

第一步:理解配方的目的

思路分析:配方法的目的是将二次函数转化为顶点式,这样可以直观地看出抛物线的顶点坐标,从而判断它与x轴的交点情况。顶点式就像告诉我们抛物线的“山顶”在哪里。

第二步:进行配方

思路分析:观察二次项和一次项,x² – 2x 可以写成 (x – 1)² – 1,这是完全平方公式的逆用。就像把一个不完整的正方形补全。

详细解答:

y = x² – 2x + 1
y = (x² – 2x + 1)
y = (x – 1)²

第三步:求与x轴的交点

思路分析:与x轴的交点就是y=0时的点,所以令y=0,解方程即可。就像找抛物线与地面(x轴)的接触点。

详细解答:

(x – 1)² = 0
x – 1 = 0
x = 1(二重根)

所以抛物线与x轴只有一个交点(1, 0),即抛物线的顶点在x轴上。

解题方法二:判别式法

第一步:回忆判别式公式

思路分析:对于二次函数 y = ax² + bx + c,判别式Δ = b² – 4ac,它决定了抛物线与x轴的交点个数。判别式就像一个“探测器”,可以提前知道结果。

第二步:确定系数a、b、c

思路分析:在 y = x² – 2x + 1 中,a是x²的系数,b是x的系数,c是常数项。

a = 1, b = -2, c = 1

第三步:计算判别式

思路分析:将a、b、c代入判别式公式进行计算。注意b是-2,所以b²是4,不是负数。

Δ = b² – 4ac
Δ = (-2)² – 4 × 1 × 1
Δ = 4 – 4 = 0

第四步:根据判别式判断交点个数

思路分析:判别式的值决定了交点个数,当Δ=0时,抛物线与x轴有且只有一个交点。

判别式与交点个数关系示意图

判别式与交点个数的关系

>

当Δ>0时

抛物线与x轴有两个不同的交点。方程有两个不相等的实数根。就像抛物线穿过地面两次。

=

当Δ=0时

抛物线与x轴有一个交点(顶点在x轴上)。方程有两个相等的实数根(二重根)。就像抛物线刚好“坐”在地面上。

<

当Δ<0时

抛物线与x轴没有交点。方程没有实数根。就像抛物线飞在天空中,没有接触地面。

三种交点情况示意图

知识点总结

1

二次函数与x轴交点的意义

当y=0时,求方程ax²+bx+c=0的解。形象理解:就像找抛物线与地面(x轴)的接触点。

2

配方法

将二次函数写成顶点式 y = a(x-h)² + k 的形式。形象理解:就像把乱乱的积木堆成一个整齐的金字塔,一眼就能看到最高点。

3

判别式法

Δ = b² – 4ac,判断方程根的个数。形象理解:判别式就像一个探测器,可以提前知道抛物线与x轴有几个交点。

4

抛物线顶点式

y = a(x-h)² + k,顶点坐标为(h, k)。形象理解:(h, k)就是抛物线的“山顶”或“谷底”的坐标。

举一反三练习

练习1:二次函数 y = x² – 4x + 4 与x轴的交点个数为()
答案:1个
练习2:二次函数 y = x² – 4 与x轴的交点个数为()
答案:2个
练习3:二次函数 y = x² + x + 1 与x轴的交点个数为()
答案:0个

常见误区提醒

易错点1:判别式公式是Δ = b² – 4ac,不是Δ = b² + 4ac,减号不要写成加号。
易错点2:当二次项系数a=0时,函数不是二次函数,是一次函数,不能用判别式法。
易错点3:二重根也是一个交点,不是两个交点。当Δ=0时,虽然方程有两个根,但它们是相等的,所以只有一个交点。

拓展思考

如果二次函数 y = x² + bx + 1 与x轴只有一个交点,求b的值。试试看!

提示:令判别式Δ=0,解方程即可。答案:b=±2

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