I. Hàm số bậc 2 – Lý thuyết cơ bản.
Cho hàm số bậc 2:
– Tập xác định D=R– Tính biến thiên:
a<0: hàm số đồng biến trong khoảng và nghịch biến trong khoảng Bảng biến thiên khi a<0:
Đồ thị:– Là một đường parabol (P) có đỉnh là:
Đồ thị:- Là một đường parabol (P) có đỉnh là:
biết rằng:
II. Ứng dụng hàm số bậc 2 giải toán.
Ví dụ 1: Hãy khảo sát và vẽ đồ thị các hàm số cho phía dưới:
y=3×2-4x+1
y=-x2+4x-4
Hướng dẫn:
1. y=3×2-4x+1
– Tập xác định: D=R
– Tính biến thiên:
Vẽ bảng biến thiên:
Vẽ đồ thị:
Tọa độ đỉnh: (⅔ ;-⅓ )
Trục đối xứng: x=⅔
Điểm giao đồ thị với trục hoành: Giải phương trình y=0⇔3×2-4x+1=0, được x=1 hoặc x=⅓ . Vậy giao điểm là (1;0) và (⅓ ;0)
Điểm giao đồ thị với trục tung: cho x=0, suy ra y=1. Vậy giao điểm là (0;1)
Nhận xét: đồ thị của hàm số là một parabol có bề lõm hướng lên trên.
2. y=-x2+4x-4
Tập xác định: D=R
Tính biến thiên:
Vì -1<0 nên hàm số đồng biến trên (-∞;2), hàm số nghịch biến trên (2;+∞).
Vẽ bảng biến thiên:
Vẽ đồ thị:
Tọa độ đỉnh: (2;0)
Trục đối xứng x=2.
Điểm giao đồ thị với trục hoành: giải phương trình hoành độ giao điểm y=0 ⇔-x2+4x-4=0, được x=2. Suy ra điểm giao (2;0)
Điểm giao đồ thị với trục tung: x=0, suy ra y=-4. Vậy điểm giao là (0;-4).
Nhận xét: đồ thị của hàm số là một parabol có bề lõm hướng xuống dưới.
Ví dụ 2: Hãy xác định các hệ số a, b, c để đồ thị © hàm số y=ax2+bx+c thỏa mãn: © đi qua điểm (-1;4) và có đỉnh là (-2;1)?
Hướng dẫn:
Nhận xét chung: để giải bài tập dạng này, ta cần nhớ:
Một điểm (x0;y0) thuộc đồ thị hàm số y=f(x) khi và chỉ khi y0=f(x0)
Đỉnh của một hàm số bậc 2: y=ax2+bx+c có dạng:
với :
Từ nhận xét trên ta có:
(-1;4) ∈ © , suy ra 4=a-b+c
(-2;1) ∈ ©, suy ra: -1=4a-2b+c
(-2;1) là đỉnh của © nên: -b/2a=-2 ⇒4a-b=0
Kết hợp ba điều trên, có hệ sau:
Vậy hàm số cần tìm là: y=5×2+20x+19
Dạng bài tập tương giao đồ thị hàm số bậc 2 và hàm bậc 1
Phương pháp để giải bài tập tương giao của 2 đồ thị bất kì, giả sử là (C) và (C’):
Lập phương trình hoành độ giao điểm của (C) và (C’)
Giải trình tìm x. Giá trị hoành độ giao điểm chính là các giá trị x vừa tìm được.
Số nghiệm x chính là số giao điểm giữa (C) và (C’).
Ví dụ 1: Hãy tìm giao điểm của đồ thị hàm số y=x2+2x-3 và trục hoành.
Hướng dẫn:
Phương trình hàm số thứ nhất:y= x2+2x-3.
Phương trình trục hoành là y=0.
Phương trình hoành độ giao điểm: x2+2x-3=0 ⇔ x=1 ∨ x=-3.
Vậy đồ thị của hàm số trên cắt trục hoành tại 2 giao điểm (1;0) và (1;-3).
Ví dụ 2: Cho hàm số y= x2+mx+5 có đồ thị (C) . Hãy xác định tham số m để đồ thị (C) tiếp xúc với đường thẳng y=1?
Hướng dẫn:
Phương trình hoành độ giao điểm: x2+mx+5=1 ⇔ x2+mx+4=0 (1)
Để (C) tiếp xúc với đường thẳng y=1 thì phương trình (1) phải có nghiệm kép.
suy ra: ∆=0 ⇔ m2-16=0 ⇔ m=4 hoặc m=-4.
Vậy ta có hai hàm số thỏa điều kiện y= x2+4x+5 hoặc y=x2-4x+5
Ví dụ 3: Cho hàm số bậc 2 y=x2+3x-m có đồ thị (C) . Hãy xác định các giá trị của m để đồ thị (C) cắt đường thẳng y=-x tại 2 điểm phân biệt có hoành độ âm?
Hướng dẫn:
Nhận xét: Ta sử dụng hệ thức Viet cho trường hợp này. Xét phương trình bậc 2 ax2+bx+c=0 có hai nghiệm x1, x2. Khi đó hai nghiệm này thỏa mãn hệ thức:
Ta lập phương trình hoành độ giao điểm: x2+3x-m=-x ⇔x2+4x-m=0 (1)
Để (C) cắt đường thẳng y=-x tại 2 điểm phân biệt có hoành độ âm thì phương trình (1) phải có 2 nghiệm phân biệt âm.
Điều kiện hai nghiệm là âm:
III. Một số bài tập tự luyện về hàm số bậc 2.
Bài 1: Khảo sát và vẽ đồ thị các hàm số sau:
y=x2+2x-3
y=2×2+5x-7
y=-x2+2x-1
Bài 2: Cho hàm số y=2×2+3x-m có đồ thị (Cm). Cho đường thẳng d: y=3.
Khi m=2, hãy tìm giao điểm của (Cm) và d.
Xác định các giá trị của m để đồ thị (Cm) tiếp xúc với đường thẳng d.
Xác định các giá trị của m để (Cm) cắt d tại 2 điểm phân biệt có hoành độ trái dấu.
Gợi ý:
Bài 1: Làm theo các bước như ở các ví dụ trên.
Bài 2:
Giải phương trình hoành độ giao điểm, được giao điểm là (1;3) và (-5/2;3)
Điều kiện tiếp xúc là phương trình hoành độ giao điểm có nghiệm kép hay ∆=0.