引入

为什么二次函数的最值总在对称轴处取到?

判别式 为什么能判断抛物线与 轴的交点个数?

为什么等差数列的前 项和是二次函数?

正文

定义

形如 ()的函数称为二次函数,其图像是一条抛物线。

三种形式

形式表达式已知条件
一般式任意三点
顶点式顶点 与另一点
交点式与 轴的两交点

顶点与对称轴

由配方:

量表达式
对称轴
顶点
开口 向上, 向下

最值: 时最小值为 , 时最大值为同一个值。

判别式与交点

与 轴的关系方程 的解
两个交点两个不等实根
相切于一点两个相等实根
无交点无实根

判别式本质上是顶点纵坐标的符号:,所以 与顶点纵坐标同号(当 时)。

单调性

区间
递减递增
递增递减

二次函数在对称轴两侧单调性相反,这使它在闭区间上的最值需要分情况讨论。

闭区间上的最值

求 在 上的最值,需比较对称轴与区间的位置:

位置最大值最小值
轴在区间左外
轴在区间右外
轴在区间内

这是二次函数最常考的分类讨论,漏掉情况是最常见的失分点。

与等差数列的联系

等差数列前 项和

当 时为关于 的二次函数,且常数项为零。

对应二次函数等差数列
自变量(正整数)
二次项系数
一次项系数
常数项

常数项为零的原因:。所以若给出 且 ,则该数列不是等差数列。

常见误区

错误说法问题
”二次函数一定有最值”在开区间上可能取不到
”顶点纵坐标就是最值”需看定义域是否包含对称轴
” 说明只有一个根”是两个相等实根
” 越大开口越窄” 越大开口越窄
”二次函数在 上单调”不单调,两侧方向相反

引出

为什么判别式与顶点纵坐标的符号一致?

二次函数的最值问题能否用导数统一处理?

二次型在多元情形下如何推广?