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例题 · 二次函数

二次函数,例题(简单)

四道完整解答的简单二次函数题:用因式分解和二次公式求解、用判别式 b2−4acb^2-4ac 判断根的类型、用配方法求最小值。请先自己动手,再逐行核对我们的解答。

如何使用这组例题

这一组收录了四道简单的二次函数题目,每一题都逐行解答,让你清楚看到每一个数字的来源。它们涵盖每位 Add Math 学生在本章开头都必须掌握的四项技能:用因式分解解二次方程、用二次公式求解、用判别式 b2−4acb^2-4ac 判断根的类型,以及用配方法读出最小值。

在看我们的解答之前,请先在纸上做每一道题。把解答遮住,完整地做一遍,然后逐行对照。

这样核对能抓住那些悄悄扣掉步骤分的小错误,丢了一个符号、找错一组因式;同时也养成把每一步都清楚写出来的习惯。这门科目采用按步给分,写清楚过程尤其重要。

要留意每个答案的形式,而不只是最后那个数字。因式分解后的二次式会直接给出它的根;判别式在你求解之前就已把根分类;配好方的平方则直接显示顶点。

认清题目真正要用的是哪一种工具,在本章里已是成功了一半,而这四道例题正是为了训练这种判断力而选。仔细读题目的措辞,「求解」、「根的类型」、「最小值」各自指向不同的第一步。

四道例题

Q1[3 marks]

用因式分解法解二次方程 x2+2x−15=0x^2 + 2x - 15 = 0。

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「求解」要求找出使方程成立的 xx 值,而这里的系数是较小的整数,所以因式分解最快。我们需要两个数,它们相乘等于 −15-15(常数项),相加等于 +2+2(xx 的系数)。

列出 −15-15 的因数对:(1,−15)(1,-15)、(−1,15)(-1,15)、(3,−5)(3,-5) 和 (−3,5)(-3,5)。+5+5 和 −3-3 这一对符合,因为 5×(−3)=−155\times(-3)=-15,5+(−3)=25+(-3)=2。

于是方程因式分解为:

(x+5)(x−3)=0(x+5)(x-3)=0

只有当其中一个因式为零时乘积才为零,所以让每个括号分别等于零:

x+5=0  ⇒  x=−5或x−3=0  ⇒  x=3x+5=0 \;\Rightarrow\; x=-5 \qquad \text{或} \qquad x-3=0 \;\Rightarrow\; x=3

两根为 x=−5x=-5 和 x=3x=3。至少验证一个:代入 x=3x=3 得 (3)2+2(3)−15=9+6−15=0(3)^2+2(3)-15 = 9+6-15 = 0,代入 x=−5x=-5 得 (−5)2+2(−5)−15=25−10−15=0(-5)^2+2(-5)-15 = 25-10-15 = 0,两根都确认无误。

Q2[3 marks]

用二次公式解 3x2+5x−2=03x^2 + 5x - 2 = 0。

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二次公式为 x=−b±b2−4ac2ax = \dfrac{-b \pm \sqrt{b^2-4ac}}{2a}。这里 a=3a=3、b=5b=5、c=−2c=-2。

先计算判别式 b2−4acb^2-4ac:

b2−4ac=52−4(3)(−2)=25+24=49b^2-4ac = 5^2 - 4(3)(-2) = 25 + 24 = 49

由于 4949 是完全平方数,49=7\sqrt{49}=7。代入公式:

x=−5±72(3)=−5±76x = \dfrac{-5 \pm 7}{2(3)} = \dfrac{-5 \pm 7}{6}

分别取正负号:

x=−5+76=26=13或x=−5−76=−126=−2x = \dfrac{-5+7}{6} = \dfrac{2}{6} = \dfrac{1}{3} \qquad \text{或} \qquad x = \dfrac{-5-7}{6} = \dfrac{-12}{6} = -2

所以 x=13x=\tfrac{1}{3} 或 x=−2x=-2。代入 x=−2x=-2:3(−2)2+5(−2)−2=12−10−2=03(-2)^2+5(-2)-2 = 12-10-2 = 0,确认此根正确。

Q3[2 marks]

用判别式判断 x2−6x+9=0x^2 - 6x + 9 = 0 的根的类型。

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判别式 b2−4acb^2-4ac 让我们不必完全求解就能知道根的性质。这里 a=1a=1、b=−6b=-6、c=9c=9。

b2−4ac=(−6)2−4(1)(9)=36−36=0b^2-4ac = (-6)^2 - 4(1)(9) = 36 - 36 = 0

当判别式等于 00 时,方程有两个相等的实根(重根)。这一点可直接看出,因为 x2−6x+9=(x−3)2x^2-6x+9=(x-3)^2,得到 x=3x=3(重复两次)。

Q4[3 marks]

把 f(x)=x2−6x+11f(x) = x^2 - 6x + 11 写成 (x−h)2+k(x-h)^2 + k 的形式。据此说出 f(x)f(x) 的最小值和顶点坐标。

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用配方法。把 xx 的系数取一半:−6-6 的一半是 −3-3。

由于 (x−3)2=x2−6x+9(x-3)^2 = x^2-6x+9 多出了 +9+9,我们再减回去:

f(x)=(x−3)2−9+11=(x−3)2+2f(x) = (x-3)^2 - 9 + 11 = (x-3)^2 + 2

平方项 (x−3)2(x-3)^2 永不为负,其最小值是 00,在 x=3x=3 时取得。

所以 f(x)f(x) 的最小值是 22,在 x=3x=3 处取得。顶点为 (3, 2)(3,\,2),且因为 x2x^2 的系数为正,它是最小点。

验证:f(3)=9−18+11=2f(3)=9-18+11=2。

Q5[2 marks]

写出曲线 y=x2−8x+10y = x^2 - 8x + 10 的对称轴方程。

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对于曲线 y=ax2+bx+cy=ax^2+bx+c,对称轴是通过顶点的垂直线,可直接由 x=−b2ax=-\dfrac{b}{2a} 求得。这里 a=1a=1、b=−8b=-8、c=10c=10,先认清系数再代入。

x=−b2a=−−82(1)x = -\dfrac{b}{2a} = -\dfrac{-8}{2(1)}

化简分子中的双重负号,再相除。

x=82=4x = \dfrac{8}{2} = 4

答案

对称轴是 x=4x=4。验证:配方得 y=(x−4)2−6y=(x-4)^2-6,顶点所在的直线同样是 x=4x=4。

Q6[3 marks]

已知二次方程的两根为 44 和 −3-3,写出这个方程,答案以 x2+bx+c=0x^2+bx+c=0 的形式表示。

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当两个根已知时,可直接由因式 (x−α)(x−β)=0(x-\alpha)(x-\beta)=0 重新构造方程,注意括号内保留每个根本身的符号。

(x−4)(x−(−3))=0  ⇒  (x−4)(x+3)=0(x-4)(x-(-3))=0 \;\Rightarrow\; (x-4)(x+3)=0

展开括号并合并同类项。

x2+3x−4x−12=0  ⇒  x2−x−12=0x^2+3x-4x-12=0 \;\Rightarrow\; x^2-x-12=0

答案

方程为 x2−x−12=0x^2-x-12=0。验证:两根之和 4+(−3)=14+(-3)=1 等于 −b-b(因为 b=−1b=-1),两根之积 4×(−3)=−124\times(-3)=-12 等于 cc,与系数相符。

Q7[3 marks]

解不等式 x2−2x−8≤0x^2-2x-8\le0。

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先因式分解找出临界值,即使该式子等于零的 xx 值,因为这些正是图像与 xx 轴相交的位置。

x2−2x−8=(x−4)(x+2)=0  ⇒  x=4 或 x=−2x^2-2x-8=(x-4)(x+2)=0 \;\Rightarrow\; x=4 \text{ 或 } x=-2

x2x^2 的系数为正,所以图像是开口向上的抛物线。它只在两根之间的区间内位于 xx 轴上或下方(即 ≤0\le 0)。

−2≤x≤4-2 \le x \le 4

答案

解为 −2≤x≤4-2\le x\le 4。验证:x=0x=0 落在此区间内,代入得 02−2(0)−8=−8≤00^2-2(0)-8=-8\le0,符合预期。

Q8[3 marks]

求 kk 的值(k>0k>0),使方程 x2+kx+16=0x^2+kx+16=0 有两个相等的根。

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两个根相等,当且仅当判别式 b2−4acb^2-4ac 等于零。识别系数 a=1a=1、b=kb=k、c=16c=16,然后令判别式为零。

k2−4(1)(16)=0k^2-4(1)(16)=0

解出 kk。

k2=64  ⇒  k=±8k^2=64 \;\Rightarrow\; k=\pm8

答案

由于 k>0k>0,所需的值是 k=8k=8。验证:代入得 x2+8x+16=(x+4)2=0x^2+8x+16=(x+4)^2=0,确实是在 x=−4x=-4 处的重根。

关键方法要点

  • 简单二次式先试因式分解:找出乘积与和都正确的两个数,再让每个括号等于零。
  • 二次公式 x=−b±b2−4ac2ax=\frac{-b\pm\sqrt{b^2-4ac}}{2a} 永远适用,仔细代入 aa、bb、cc,并留意符号。
  • 判别式 b2−4acb^2-4ac 判断根:正得两个相异实根,零得两个相等实根,负得没有实根。
  • 配方法把 x2+bx+cx^2+bx+c 改写成 (x−h)2+k(x-h)^2+k,就能直接读出最小值 kk 和顶点 (h,k)(h,k)。
  • 写出每一步,采用按步给分时,即使最终答案失误,正确的方法仍能得分。

常见错误须避免

因式分解时,乘积与和都要核对,错误的一对往往只满足其中之一。用二次公式时,把整个分子放在 2a2a 之上,并先把负的 bb 平方,因为 (−6)2=36(-6)^2=36,不是 −36-36。

配方时,在括号内加上的常数必须在括号外再减回去。把答案代回原方程能在失分之前抓住几乎所有这类错误。

老师如何帮助你

课堂上,我们的老师会盯住最容易丢分的地方:因式为负时漏掉符号、判别式用错了 aa、配方时忘了那个 +9+9。我们让你把每一步大声说出来,让推理在考试之前就变成本能。

我们也帮你在最初几秒里判断题目要用哪种方法,因式分解、用公式、看判别式,还是配方,因为这一个选择决定了整道解答的走向。由于 Add Math 采用按步给分,我们训练你把每一行都写得清楚,让方法本身就能得分。

我们以英语授课,并从这里的简单题目逐步建立到更难的题目,一步一步稳扎稳打。

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常见问题

我应该在用公式之前总是先尝试因式分解吗?

如果二次式能用较小的整数因式分解,那样更快也更不容易出错。若你无法很快看出因式,就改用公式 x=−b±b2−4ac2ax=\frac{-b\pm\sqrt{b^2-4ac}}{2a},它对每一个二次式都适用。

判别式究竟告诉我什么?

b2−4acb^2-4ac 的值在你求解之前就揭示了根的类型:正表示两个相异实根,零表示两个相等实根,负表示没有实根。

为什么要配方,而不是直接读数字?

配方法把函数改写成 (x−h)2+k(x-h)^2+k,可直接显示顶点 (h,k)(h,k) 和最小值或最大值 kk,这是普通形式读不出来的信息。

如果最终答案错了,我会失去全部分数吗?

不会。Add Math 采用按步给分,所以清楚写出的正确步骤仍能得到方法分,即使后面的失误破坏了最终数值。

来源:SRC-DSKP-EN

作者 spmaddmath.com.my 编辑团队.· 最后更新 5 September 2026

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