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这道题目要求我们求解一个二次函数的表达式。已知二次函数y₁等于x平方加bx加c,其中b和c是实数常数。第一问告诉我们,这个二次函数的图像经过点(0,4),且对称轴为x等于1。我们需要求出这个二次函数的表达式。
我们来解这道题。首先,二次函数的表达式是y₁等于x平方加bx加c。已知函数图像经过点(0,4),将x等于0,y等于4代入函数,得到4等于0加0加c,所以c等于4。其次,对于二次函数,对称轴的表达式是x等于负b除以2。已知对称轴是x等于1,所以负b除以2等于1,解得b等于负2。将b等于负2和c等于4代入原函数,得到函数表达式为y₁等于x平方减2x加4。
所以,这个二次函数的表达式是y₁等于x平方减2x加4。
第二问告诉我们,若b平方减c等于0,当x在区间b减3到b之间时,二次函数的最小值为21,求b的值。
我们来解这道题。首先,已知b平方减c等于0,所以c等于b平方。将c等于b平方代入原函数,得到y₁等于x平方加bx加b平方。对于二次函数,对称轴的表达式是x等于负b除以2。我们需要分析对称轴与区间[b减3, b]的位置关系。情况一,如果对称轴在区间左侧,即负b除以2小于b减3,解得b大于2。此时函数在区间上单调递增,最小值在左端点b减3处取得。代入计算得到3b平方减9b加9等于21,整理得b平方减3b减4等于0,解得b等于4或b等于负1。由于b大于2,所以b等于4符合条件。情况二,如果对称轴在区间右侧,即负b除以2大于b,解得b小于0。此时函数在区间上单调递减,最小值在右端点b处取得。代入计算得到3b平方等于21,解得b等于正负根号7。由于b小于0,所以b等于负根号7符合条件。
所以,b的值为4或负根号7。
第三问告诉我们,记关于x的二次函数y₂等于2x平方加x加m,若在第一问的条件下,当x在0到1之间时,总有y₂大于等于y₁,求实数m的最小值。
我们来解这道题。首先,从第一问得到y₁等于x平方减2x加4。第三问中的y₂等于2x平方加x加m。根据题意,当x在0到1之间时,总有y₂大于等于y₁。这个不等式可以写成2x平方加x加m大于等于x平方减2x加4。整理得x平方加3x加m减4大于等于0。设函数h(x)等于x平方加3x加m减4,我们需要在区间[0,1]上h(x)恒大于等于0。h(x)是一个开口向上的二次函数,其对称轴为x等于负3除以2,即x等于负1.5。由于对称轴在区间[0,1]的左侧,所以h(x)在区间[0,1]上单调递增。因此,h(x)在区间[0,1]上的最小值为左端点处的值,即h(0)。我们需要h(0)大于等于0。h(0)等于m减4,所以m减4大于等于0,即m大于等于4。
所以,实数m的最小值为4。
让我们总结一下这道二次函数问题。第一问利用函数图像经过点(0,4)和对称轴为x等于1这两个条件,求得二次函数的表达式为y₁等于x平方减2x加4。第二问通过分析对称轴与区间[b减3, b]的位置关系,并利用最小值为21的条件,求得b的值为4或负根号7。第三问利用函数不等式y₂大于等于y₁在区间[0,1]上恒成立的条件,求得参数m的最小值为4。这道题综合考查了二次函数的性质和应用,包括对称轴、顶点、最值以及函数不等式等知识点。
让我们总结一下解决二次函数问题的方法。首先,我们可以利用点坐标和对称轴来确定二次函数的表达式。对于二次函数y等于ax平方加bx加c,其对称轴为x等于负b除以2a。通过代入已知点的坐标,我们可以建立方程求解参数a、b和c。其次,在分析函数最值时,我们需要判断对称轴与给定区间的位置关系。如果对称轴在区间内,最值在顶点处取得;如果对称轴在区间外,最值在端点处取得。最后,处理函数不等式时,我们通常将其转化为h(x)大于等于0的形式,然后分析h(x)在区间上的单调性,确定h(x)的最小值点,从而求解参数的取值范围。掌握这些方法,可以帮助我们更有效地解决二次函数的相关问题。