二次函数的图像是一条抛物线。前面我们已经会从表达式看顶点、对称轴、开口方向,也会把一般式整理成顶点式。现在要把图像和方程接起来:当抛物线遇到 x 轴时,它告诉我们的不只是一个点,还告诉我们一个方程的解。
在坐标系里,x 轴上的点都有一个共同特征:纵坐标是 0。因此,如果二次函数 的图像与 x 轴相交,就说明这些交点对应的函数值满足 。这些让函数值变成 0 的 x 值,叫作函数的零点。

零点是一个 x 值,x 轴交点是一个坐标点。比如零点是 和 ,对应的 x 轴交点是 和 。
设二次函数为:
如果某个数 代入函数后得到 0,也就是:
那么 就是这个函数的一个零点。这里的“零”说的是函数值为 0,不是说 本身一定等于 0。
例如:
当 时:
当 时:
所以这个函数的零点是 和 。在图像上,它们对应的点是 和 。

不要把“零点”写成 。零点回答的是“哪个 x 值让 y 等于 0”,所以零点写作 ;只有说“x 轴交点”时,才写作 。
二次函数和二次方程之间的联系,可以用一句话说明:求二次函数的零点,就是解一个二次方程。
如果:
那么零点满足:
也就是:
这个方程的解,叫作二次方程的根。放到函数图像里看,根就是抛物线与 x 轴交点的横坐标。

先把函数值看成图像上的纵坐标。若题目问零点,就等于在问图像上哪些位置的纵坐标是 0。
再把 换成 0。函数 在 x 轴上的位置满足 。
最后解这个二次方程。解出来的每个 x 值,就是函数的零点,也是对应 x 轴交点的横坐标。
例如求 的零点,就是解:
把左边因式分解:
所以:
函数的零点是 和 ,x 轴交点是 和 。
二次方程 的实数解个数,可以直接从抛物线和 x 轴的关系看出来。
如果抛物线穿过 x 轴两次,就有两个不同的实数根;如果抛物线刚好碰到 x 轴一次,就有一个实数根,也可以说有一个重复根;如果抛物线没有碰到 x 轴,就没有实数根。

这个判断不需要先算出根的具体数值。只要图像已经画好,就先看它和 x 轴有几个交点。
图像语言和方程语言是一一对应的:两个 x 轴交点对应两个实数根,一个接触点对应一个重复根,没有 x 轴交点对应没有实数根。
下面的交互可以拖动参数,观察同一类抛物线在上移、下移、左右移动或翻转时,零点个数怎样变化。
有些抛物线不是穿过 x 轴,而是刚好碰到 x 轴后又转回去。比如:
当 时:
除此之外,任何其他 x 值代入后都会得到正数。因此它只有一个零点 。

从方程角度看:
它也只要求 ,所以 。因为同一个因式重复出现,我们说 是重复根。
相切不是“没有交点”。只要图像碰到了 x 轴,就有交点;只是这个交点只有一个,所以对应一个零点。
有时图像给出的交点不一定落在整数刻度上。这时不必强行算出精确值,可以先从图像读出近似零点。
读图时要记住顺序:先找图像与 x 轴的交点,再读这些交点的横坐标。

如果交点大约在 和 附近,就可以说函数的零点约为 和 。对应的方程有两个实数解,近似解也是这两个数。
先在图像上找到抛物线与 x 轴相交的位置。不要看它与 y 轴的交点,因为那对应的是 时的函数值。
再沿着交点向下或向上读 x 轴刻度。读到的是 x 值,不是 y 值。
如果交点在两个刻度之间,就给出合理近似,并用“约”等词说明它不是精确值。
已知二次函数:
求它的零点,并写出对应的 x 轴交点。
零点满足 ,所以先列出方程:
对左边因式分解:
让每个因式分别等于 0:
所以:
函数的零点是 和 。因为 x 轴上的点纵坐标为 0,所以对应的 x 轴交点是 和 。
同一个结果也可以从图像理解:抛物线 与 x 轴相交两次,所以方程 有两个实数根,根就是这两个交点的横坐标。
下面的交互练习会给出不同位置的抛物线。先不要急着算式子,先根据图像判断方程有几个实数解。
先解方程:
因式分解得:
所以零点是 和 ,对应的 x 轴交点是 和 。
因为平方等于 0 只可能来自括号内为 0,所以:
解得 。函数只有一个零点 ,图像在 处与 x 轴相切。
开口向上的抛物线如果顶点已经在 x 轴上方,那么整条抛物线都在 x 轴上方,不会与 x 轴相交。因此对应的二次方程没有实数根。
零点只取交点的横坐标,所以零点是 和 。图像与 x 轴有两个不同交点,因此对应的二次方程有两个实数根。
零点把二次函数、抛物线和二次方程连在一起。看函数时,零点是让 的 x 值;看图像时,它是 x 轴交点的横坐标;看方程时,它就是二次方程的根。
判断根的个数时,先看抛物线与 x 轴的关系:穿过两次、相切一次、完全不碰,分别对应两个实数根、一个重复根、没有实数根。下一步再学习判别式时,我们会看到同样的判断也可以从 这个代数式里读出来。
