高中数学函数求解析式(推荐7篇)
学习目标
1、通过对用待定系数法求二次函数解析式的探究,掌握求解析式的方法。
2、能灵活的根据条件恰当地选取选择解析式,体会二次函数解析式之间的转化。
3、从学习过程中体会学习数学知识的价值,从而提高学习数学知识的兴趣。
教学过程
一、合作交流 例题精析
1、一般地,形如y=ax2+bx+c (a,b,c是常数,a0)的函数,叫做二次函数,所以,我们把________________________叫做二次函数的一般式。
例1 已知二次函数的图象过(1,0),(-1,-4)和(0,-3)三点,求这个二次函数解析式。
小结:此题是典型的根据三点坐标求其解析式,关键是:(1)熟悉待定系数法;(2)点在函数图象上时,点的坐标满足此函数的解析式;(3)会解简单的三元一次方程组。
2、二次函数y=ax2+bx+c用配方法可化成:y=a(x+h)2+k,顶点是(-h,k)。配方: y=ax2+bx+c=__________________=___________________=__________________=a(x+)2+。对称轴是x=-,顶点坐标是(-,), h=-,k=, 所以,我们把_____________叫做二次函数的顶点式。
例2 已知二次函数的图象经过原点,且当x=1时,y有最小值-1, 求这个二次函数的解析式。
小结:此题利用顶点式求解较易,用一般式也可以求出,但仍要利用顶点坐标公式。请大家试一试,比较它们的优劣。
3、一般地,函数y=ax2+bx+c的图象与x轴交点的横坐标即为方程ax2+bx+c=0的解;当二次函数y=ax2+bx+c的函数值为0时,相应的自变量的值即为方程ax2+bx+c=0的解,这一结论反映了二次函数与一元二次方程的关系。所以,已知抛物线与x轴的两个交点坐标时,可选用二次函数的交点式:y=a(x-x1)(x-x2),其中x1 ,x2 为两交点的横坐标。
例3 已知二次函数的图象与x轴交点的横坐标分别是x1=-3,x2=1,且与y轴交点为(0,-3),求这个二次函数解析式。
想一想:还有其它方法吗?
二、应用迁移 巩固提高
1、根据下列条件求二次函数解析式
(1)已知一个二次函数的图象经过了点A(0,-1),B(1,0),C(-1,2);
(2)已知抛物线顶点P(-1,-8),且过点A(0,-6);
(3)二次函数图象经过点A(-1,0),B(3,0),C(4,10);
(4)已知二次函数的图象经过点(4,-3),并且当x=3时有最大值4;
(5)已知二次函数的图象经过一次函数y=-x+3的图象与x轴、y轴的交点,且过(1,1);
(6)已知抛物线顶点(1,16),且抛物线与x轴的两交点间的距离为8;
2、如图所示,已知抛物线的对称轴是直线x=3,它与x轴交于A、B两点,与y轴交于C点,点A、C的坐标分别是(8,0)(0,4),求这个抛物线的解析式。
三、总结反思 突破重点
1、二次函数解析式常用的有三种形式:
(1)一般式:_______________ 0)
(2)顶点式:_______________ 0)
(3)交点式:_______________ 0)
2、本节课是用待定系数法求函数解析式,应注意根据不同的条件选择合适的解析式形式,要让学生熟练掌握配方法,并由此确定二次函数的顶点、对称轴,并能结合图象分析二次函数的有关性质。(1)当已知抛物线上任意三点时,通常设为一般式y=ax2+bx+c形式。(2)当已知抛物线的顶点与抛物线上另一点时,通常设为顶点式y=a(x-h)2+k形式。(3)当已知抛物线与x轴的.交点或交点横坐标时,通常设为两根式y=a(x-x1)(x-x2)。
四、布置作业 拓展升华
1、已知二次函数的图象经过(0,0),(1,2),(-1,-4)三点,那么这个二次函数的解析式是_______________。
2、已知二次函数的图象顶点是(-1,2),且经过(1,-3),那么这个二次函数的解析式是_______________。
3、已知二次函数y=x2+px+q的图象的顶点是(5,-2),那么这个二次函数解析式是_______________。
4、已知二次函数y=ax2+bx+c的图象过A(0,-5),B(5,0)两点,它的对称轴为直线x=2,那么这个二次函数的解析式是_______________。
5、已知二次函数图象与x轴交点(2,0)(-1,0)与y轴交点是(0,-1),那么这个二次函数的解析式是_______________。
6、已知抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A、B两点,它们的横坐标为-1和3,与y轴的交点C的纵坐标为3,那么这个二次函数的解析式是_______________。
7、已知直线y=x-3与x轴交于点A,与y轴交于点B,二次函数的图象经过A、B两点,且对称轴方程为x=1,那么这个二次函数的解析式是_______________。
8、已知一抛物线与x轴的交点是A(-2,0)、B(1,0),且经过点C(2,8),那么这个二次函数的解析式是_______________。
9、在平面直角坐标系中, AOB的位置如图所示,已知AOB=90,AO=BO,点A的坐标为(-3,1)。
(1)求点B的坐标。
(2)求过A,O,B三点的抛物线的解析式;
例1已知f (x) =x2-2x-1, g (x) =x+1, 求f[g (x) ].
2.换元法
3.配凑法
例3已知f (x+1) =2 (x2+x+1) , 求f (x) .
4.待定系数法
例4已知函数f (x) 为二次函数, 且f (x+1) +f (x-1) =2x2-4x, 求f (x) .
分析已知函数类型求解析式, 可设表达式的一般式, 然后根据已知条件通过代入求出系数.
解设f (x) =ax2+bx+c (a≠0) , 则
5.方程消元法
例5已知3f (x) +2f (-x) =x+3, 求f (x) .
分析x, -x同时使得f (x) 有意义, 用-x代替x建立关于f (x) , f (-x) 的两个方程即可求得f (x) .
解因为3f (x) +2f (-x) =x+3, 1用-x代替x, 得
6.奇偶性法
例6已知f (x) 是R上的奇函数, 当x>0时, f (x) =x2+x+1, 求f (x) 的解析式.
分析利用函数的奇偶性求函数的解析式要注意:求给定哪个区间的解析式就设这个区间上的变量为x, 然后把x转化为-x (另一个已知区间上的解析式中的变量) , 通过适当的推导, 求得所求区间上的解析式.
解当x<0时,
7.特殊值法
例7设f (x) 是R上的函数, 且满足f (0) =1, 并且对任意实数x, y有f (x-y) =f (x) -y (2x-y+1) , 求f (x) 的表达式.
分析如果所给函数方程含有两个变量时, 可对这两个变量交替用特殊值代入, 或使这两个变量相等代入, 再用已知条件, 可求出未知的函数.
求一次函数的解析式是中考必考内容之一.本文对几种常见的题型进行解析,希望对同学们有所帮助.
例1已知关于x的函数y=mx|m-1|+m2-1,当m=____时,y是x的一次函数.此时,函数解析式为____.
解析:在一次函数y=kx+b中,自变量x的系数不等于0,自变量的次数为1,故m≠0且|m-1|=1,解得m=2.所以函数解析式为y=2x+3.
点评:熟知一次函数定义中自变量的系数、次数的“双重”要求是解决本题的关键.
例2某一次函数的图象过点(-1,2),且函数y的值随自变量x的值的增大而减小.请写出一个符合上述条件的函数的解析式.
解析:因y随x的增大而减小,故自变量系数k<0.不妨设y=-x+b.把x=-1,y=2代入,解得b=1,故函数的解析式为y=-x+1.
点评:这是一道结论开放型试题.结合已知条件和一次函数y=kx+b的性质可知,k可取任何负数.因此,此题答案不唯一.
例3一次函数y=kx+b的自变量的取值范围是-3≤x≤1,相应函数的取值范围是1≤y≤9,则该一次函数的解析式为____.
解析:依题意可知,有两种情形:
(1)当x=-3时,y=1;当x=1时,y=9.代入y=kx+b,得-3k+b=1,k+b=9,解得k=2,b=7.
(2)当x=-3时,y=9;当x=1时,y=1.代入y=kx+b,得-3k+b=9,k+b=1,解得k=-2,b=3.
∴一次函数解析式为y=2x+7或y=-2x+3.
点评:本题没有指明函数的增减性,所以要对x、y的对应情况分别讨论,注意不要漏解.
例4图1中直线的解析式是____.
解析:观察图象可知,直线过点(-2,0)和点(0,2).设直线解析式为y=kx+b,把两点坐标代入解得k=1,b=2,故直线的解析式为y=x+2.
点评:解题的关键是从图象中得到直线上的两点的坐标,进而利用待定系数法求得直线的解析式.本题较好地体现了数形结合思想.
例5已知一次函数的图象过点(3,0),且与坐标轴围成的三角形的面积为6. 求该一次函数的解析式.
解析:设此一次函数的解析式为y=kx+b,则有3k+b=0.易知函数图象(直线)与两坐标轴的交点分别为(0,b)、- ,0,且该图象与两坐标轴围成的三角形是直角三角形,所以有 |b|·- =6,即 =12.
(1)当k>0时,b2=12k.又b=-3k,故代入有k= ,b=-4.
(2)当k<0时,b2=-12k.又b=-3k,故代入有k=- ,b=4.
∴此一次函数的解析式为y= x-4或y=- x+4.
点评:用点的坐标表示线段长度时,应加绝对值符号,以避免漏解.
例6直线y=3x-2沿着y轴平移后通过点(-1,3),求平移后的直线的解析式.
解析:设平移后的直线的解析式为y=3x+b.把x=-1,y=3代入,得b=6,故平移后的直线的解析式为y=3x+6.
点评:(1)平移后的直线与原直线平行;(2)直线y=k1x+b1与y=k2x+b2平行,则k1=k2且b1≠b2 .
例7已知直线y=x+1.若直线y=kx+b与已知直线关于y轴对称,求k、b的值.
解析:直线y=x+1过点(0,1)和点(1,2),它们关于y轴的对称点分别为(0,1)和(-1,2),代入y=kx+b可解得k=-1,b=1. 同时,可得所求直线的解析式为y=-x+1.
点评:本题先在直线y=x+1上任意选取两点,再求其关于y轴的对称点,然后用待定系数法求出k、b的值.把求对称直线转化为求对称点,体现了转化思想,很值得重视.
一、关于原点对称
证明一条曲线关于原点对称
设P (x, y) 是曲线上任意一点, 则P' (-x, -y) 是P关于原点的对称点, 若点P' (x, y) 满足曲线的方程, 则称该曲线关于原点对称.
例1求证:曲线x2+y2=25关于原点对称.
证明设P (x, y) 是曲线上任意一点, 则P关于原点的对称点的坐标是P' (-x, -y) , 把P'点的坐标代入方程得 (-x) 2+ (-y) 2=x2+y2=25, 方程成立, ∴曲线x2+y2=25关于原点对称.
二、关于x轴对称
证明一条曲线关于x轴对称
设P (x, y) 是曲线上任意一点, 则P' (x, -y) 是P关于x轴的对称点, 若点P' (x, -y) 满足曲线的方程, 则称该曲线关于x轴对称.
例2求证:曲线y2=4x关于x轴对称.
证明设P (x, y) 是曲线上任意一点, 则P关于x轴的对称点的坐标是P' (x, -y) , 把P'点的坐标代入方程得 (-y) 2=y2=4x, 方程成立, ∴曲线y2=4x关于x轴对称.
三、关于y轴对称
证明一条曲线关于y轴对称
设P (x, y) 是曲线上任意一点, 则P' (-x, y) 是P关于y轴的对称点, 若点P' (-x, y) 满足曲线的方程, 则称该曲线关于y轴对称
例3求证:曲线y=x2-4关于y轴对称.
证明设P (x, y) 是曲线上任意一点, 则P关于y轴的对称点的坐标是P' (-x, y) , 把P'点的坐标代入方程得y= (-x) 2-4=x2-4, 方程成立, ∴y=x2-4关于y轴对称.
四、关于直线y=x对称
证明一条曲线关于y=x对称
设P (x, y) 是曲线上任意一点, 则P' (y, x) 是P关于y=x的对称点, 若点P' (y, x) 满足曲线方程, 则该曲线关于y=x对称.
例4求证:曲线关于y=x对称.
证明设P (x, y) 是曲线上任意一点, 则P关于y=x的对称点的坐标是P' (y, x) , 把P'点的坐标代入方程得x=, 方程成立, ∴关于y=x对称.
求和已知函数图像关于y=x对称的函数图像的解析表达式:原式中的x与y互换
例5求和函数y=3x-5关于y=x对称的函数图像的解析表达式.
解所求解析式为:x=3y-5, 即:
五、关于直线y=-x对称
证明一条曲线关于y=-x对称
设P (x, y) 是曲线上任意一点, 则P' (-y, -x) 是P关于y=-x的对称点, 若点P' (-y, -x) 满足曲线的方程, 则称该曲线关于y=-x对称
例6求证:曲线关于y=x对称.
证明设P (x, y) 是曲线上任意一点, 则P关于y=-x的对称点的坐标是P' (-y, -x) , 把P'点的坐标代入方程得, 方程成立, ∴关于y=-x对称.
求和已知函数图像关于y=-x对称的函数图像的解析表达式:原式中的x换为-y, 原式中的y换为-x
例7求和函数y=3x-5关于y=-x对称的函数图像的解析表达式.
解所求解析式为:-x=3 (-y) -5, 即:
六、关于直线x=a对称
1. 证明一条曲线关于x=a对称
设x是函数定义域内的任意一个值, 若函数总有f (a+x) =f (a-x) 或f (x) =f (2a-x) , 则称函数f (x) 的图像关于直线x=a对称.
例8求证:曲线y=x2-2x+3关于x=1对称.
证明设x是函数定义域内的任意一个值, 则f (1+x) = (x+1) 2-2 (x+1) +3=x2+2, f (1-x) = (x-1) 2-2 (1-x) +3=x2+2, ∴f (1+x) =f (1-x) , ∴曲线y=x2-2x+3关于x=1对称.
2. 求和已知函数图像关于x=a对称的函数图像的解析表达式:原式中的x换为2a-x
例9求和函数y=3x-5关于x=1对称的函数图像的解析表达式.
解所求解析式为:y=3 (2-x) -5, 即:y=1-3x.
诸如此类的题目还有很多, 在此就不一一列举, 但凡是和对称有关的题目, 都可以考虑利用对称的特性来求函数的解析式.以上是本人关于对称性的浅显的思索, 请各位专家多加指正.
摘要:在中学阶段对于对称性的概念总是提得模模糊糊, 但是在解题过程中又经常应用, 本文试图从直接应用的角度来探讨对称性的相关知识.
关键词:对称,证明,应用
参考文献
[1]叶苗芬.三种函数的综合问题例析[J].初中数学教与学, 2011 (7) .
[2]杭磊.一道习题的几种解法[J].中学生数理化 (高中版·学研版) , 2011 (6) .
一、定义型
例1 已知函数y=(m+2)xm-3-5,当m=_____时,表示y是x的一次函数,此时函数解析式为_______。
解析 一次函数y=kx+b中自变量x的次数为1,系数k≠0,得m2-3=1且
m+2≠0,解得m=2,此时函数解析式为y=4x-5。
点评 利用定义求一次函数解析式时,不要忽视一次项系数k≠0。如本题中要特别注意m+2≠0。
二、性质型
例2 某一次函数的图像过点(-1,2),且函数y的值随自变量x的增大而减小,请你写出一个符合上述条件的函数的解析式为_______。
解析 设所求一次函数解析式为y=kx+b,根据一次函数的性质:k>0时,y随x的增大而增大;k<0时,y随x的增大而减小。由题意可知,k应取小于0的数,如取k=-1,又因为一次函数的图像过点(-1,2),把点(-1,2)的对应值代入y=kx+b,得-1×(-1)+b=2,解得b=1,故所求函数的解析式为y=-x+1。
点评 本题答案不唯一,属结论开放型题目,抓住题中的条件,熟练掌握一次函数的性质是解题的关键。
三、两点型
例3 若一次函数的图像经过点(-1,8)和点(2,-1),求这个函数的解析式。
解析 设一次函数的解析式为y=kx+b,把点(-1,8)和点(2,-1)的对应值代入得
-k+b=8,2k+b=-1。解得k=-3,b=5。故所求函数的解析式为y=-3x+5。
点评 已知两点坐标,即知道了自变量和函数值的两对对应值,将它们分别代入y=kx+b构造方程组,求出待定系数k、b的值,就可得到函数的解析式。
四、表格型
例4 下表给出了y与x的一些对应值,你能得出y与x之间的函数解析式为_______。
解析 根据表格提供的信息发现,自变量x值均匀增加时函数y的值也随着均匀增加,因此y是x的一次函数。设函数解析式为y=kx+b,可从表格中任选取两对x、y的值如(3,5)、(5,13)代入得3k+b=5,5k+b=13。解得k=4,b=-7。故所求一次函数解析式为y=4x-7。
点评 如果一个变量的取值随着另一个变量取值的均匀变化而变化,那么这两个变量之间存在一次函数关系。
五、图像型
例5 如图1,直线l对应的函数解析式为( )
A.y=-2x+1B.y=-2x+2
C.y=x-2D.y=2x-2
解析 由图像可知,直线l经过点(1,0)与点(0,-2), 因为一次函数的图像是一条直线,所以可设所求函数解析式为y=kx+b,把(1,0)与(0,-2)代入得k+b=0,b=-2。解得k=2,b=-2。故直线l对应的函数解析式为y=2x-2。故答案选D。
点评 根据函数图像求解析式时,要设法找到图像上两个已知点的坐标,才能确定直线的解析式。
六、平移型
例6 把直线y=-2x+4向右平移2个单位得到的直线的解析式为_____。
解析 设直线的解析式为y=kx+b,由题意知这两条直线互相平行,所以k=-2,因为直线y=-2x+4与x轴的交点为(2,0),将该直线向右平移2个单位得到的直线与x轴的交点为(4,0),把点(4,0)的对应值代入y=-2x+b得b=8,故所求直线的解析式为y=-2x+8。
点评 本题也可以根据直线平移的规律“自变量左加右减,常量上加下减”的原则来确定解析式。把直线y=-2x+4向右平移2个单位,自变量x变为x-2,所求直线的解析式为y=-2(x-2)+4,即y=-2x+8。
七、面积型
例7 已知直线y=kx-4与两坐标轴围成的三角形面积等于4,求该直线的解析式。
解析 在直线y=kx-4中,令x=0,得y=-4;令y=0,得x=,
所以直线y=kx-4与两坐标轴交点分别为A(0,-4)和B(,0),
则OA=-4=4,OB=,由题意得×4×=4,即k=2,解得k=±2。
故所求直线的解析式为y=2x-4或y=-2x-4。
函数是高中数学的主线, 贯穿整个高中数学的始终, 而求函数解析式是常见的类型, 本文列举些事例进行剖析, 供解题时参考.
一、配凑法
把所给函数的解析式, 通过配方、凑项等方法使之变形为关于“自变量”的表达式, 然后以x替“自变量”即得所求函数的解析式, 一般地利用完全平方公式.
例1 已知
解 把解析式按“自变量”——“
在上式中以x代
二、换元法
已知f[g (x) ], 求f (x) 的解析式.一般的可用换元法, 具体为:令t=g (x) , 求出f (t) 可得f (x) 的解析式.换元后要确定新元t的取值范围.
例2 已知f (3x+1) =4x+3, 求f (x) 的解析式.
解 令t=3x+1, 则
三、待定系数法
所求函数的解析表达式是多项式的情形, 首先确定多项式的次数, 写出它的一般表达式, 然后由已经条件, 根据多项式相等的条件确定待定系数.
例3 已知二次函数f (x) 满足条件f (0) =1及f (x+1) -f (x) =2x, 求f (x) .
解 设f (x) =ax2+bx+c (a≠0) , 由f (0) =1, 知c=1, f (x+1) -f (x) =[a (x+1) 2+b (x+1) +c]- (ax2+bx+c) =2ax+a+b.由f (x+1) -f (x) =2x, 得2ax+a+b=2x.
∴2a=2, a+b=0.∴a=1, b=-1.∴f (x) =x2-x+1.
四、解方程组法
求抽象函数的解析式, 往往通过变换变量构造一个方程, 组成方程组, 利用消元法, 求f (x) 的解析式.
例4 设函数f (x) 是定义在 (-∞, 0) ∪ (0, +∞) 上的函数, 且满足关系式
解 令
五、赋值法
一般地, 已知一个关于x, y的抽象函数, 利用特殊值去掉一个未知数y, 得出关于x的解析式.
例5 函数f (x) 对一切实数x, y均有f (x+y) -f (y) = (x+2y+1) x成立且f (1) =0, 求f (x) 的解析式.
解 令x=1, y=0, 代入得f (1+0) -f (0) = (1+2×1) ×1, ∴f (0) =-2.又令y=0得f (x+0) -f (0) = (x+0+1) x, ∴f (x) =x2+x-2.
六、归纳递推法
若函数的定义域为N*, 且函数关系式是由递推关系给出的, 可用递推法求出f (x) .
例6 已知函数f (x) 定义域为N*, 且对任意的n∈N*, 都满足f (n+1) =f (n) +2n+1, f (1) =1, 求f (x) .
解 由f (n+1) =f (n) +2n+1,
依次令n=1, 2, …, n-1, 有
f (2) =f (1) +3,
f (3) =f (2) +5,
……
f (n) =f (n-1) +2n-1,
以上n-1个式子相加, 得
f (n) =f (1) +3+5+…+ (2n-1) =1+3+5+…+ (2n-1) =n2,
故f (x) =x2 (x∈N*) .
七、数列法
求定义在正整数集N*上的函数f (n) , 实际上就是数列{f (n) } (n=1, 2, …) 的通项.数列法就是利用等比、等差数列的有关知识 (通项公式、求和公式等) 求定义在N*上的函数f (n) .
例7 已知f (1) =1, 且对任意正整数n, 都有f (n+1) =3f (n) +2, 求f (n) .
解 由f (n+1) =3f (n) +2, 有
为公比是3的等比数列, 其首项为f (1) +1=1+1=2.
∴f (n) +1=2·3n-1, 即f (n) =2·3n-1-1.
八、参数法
一般地, 通过设参数、消参数得出函数的对应关系, 从而求出f (x) 的表达式.
例8 已知f (2-cosx) =5-sin2x, 求f (x) .
解 设所求函数y=f (x) 的参数表达式为
①2+②, 消去参数t, 得y=x2-4x+8,
即f (x) =x2-4x+8, x∈[1, 3].
总结 求函数的解析式的方法较多, 除上面八种方法外, 还有利用给定特性求解析式法和相关点法等, 应根据题意灵活选择, 但不论是哪种方法都应注意自变量的取值范围的变化, 对于实际问题, 更需注意这一点, 应保证各种有关量均有意义.求出的函数解析式最后要写上函数的定义域, 这是容易遗漏和疏忽的地方.
题目:(2016年高考新课标Ⅱ卷文科数学第3题)函数y=Asin(ωx+φ)的部分图像如图1所示,则()
这是一道蕴含着多种解题思路和方法的好题,针对本题而言,易知A=2,且ω也容易求出,所以解决本题的关键在于如何求出φ.下面介绍求φ的几种方法.
方法一代入验证法
方法二平衡点法
评注:利用平衡点求φ的关键是看靠近y轴的那段周期图象,同时要考虑知识点:(1)前段递增φ=0-ωx;(2)前段递减φ=π-ωx;(3)后段递增φ=2π-ωx;其中x的数值为函数图象与x轴交点的横坐标.
方法三五点法
方法四起始零点法
评注:先找出一个周期中起始零点的坐标x0,再根据周期与零点之间的关系ωx+φ=0即可求出φ.
参考文献
【高中数学函数求解析式】推荐阅读:
高中数学二次函数12-01
浅谈变式教学在高中数学教学中的应用10-22
高中数学 1.3函数的单调性教学设计 新人教A版必修11-09
高中数学期末高中总结12-21
高中数学竞赛12-04
如何学习高中数学07-11
高中数学期中总结07-27
高中数学教育总结09-09
高中数学公式总结11-13