22.7 二次函數(shù)y=ax2+k(a≠0)的圖象與性質(zhì)(知識講解)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1理解二次函數(shù)的概念,能用待定系數(shù)法確定二次函數(shù)的解析式; 2會用描點(diǎn)法畫出二次函數(shù)的圖象,并結(jié)合圖象理解拋物線、對稱軸、頂點(diǎn)、開口方向等概念; 3.掌握二次函數(shù)的圖象的性質(zhì),掌握二次函數(shù)之間的關(guān)系;(上加下減).【要點(diǎn)梳理】一、y=ax2+c(a≠0)的性質(zhì):形如y=ax2+c(a≠0)的二次函數(shù),它的圖像的對稱軸是y軸,頂點(diǎn)坐標(biāo)是(0,c),c的符號決定拋物線由y=ax2上下平移,簡單的說,就是“上加下減”。的符號開口方向頂點(diǎn)坐標(biāo)對稱軸增減性最值向上時,的增大而增大;時,的增大而減??;時,最小值 = c向下時,的增大而減?。?/span>時,的增大而增大;時,最小值 = c二、解讀y=ax2+c(a≠0):(1)函數(shù)y=ax2+c(a,c是常數(shù),a≠0)的圖像是一條拋物線,它的對稱軸是y軸,頂點(diǎn)坐標(biāo)是(0,c);(2)拋物線y=ax2+c(a,c是常數(shù),a≠0)可以看作是由拋物線y=ax2(a是常數(shù)且a≠0)向上或向下平移∣c∣個單位而得到的。當(dāng)c>0時,將拋物線y=ax2(a是常數(shù)且a≠0)向上平移c個單位;當(dāng)c<0時,將拋物線y=ax2(a是常數(shù)且a≠0)向下平移∣c∣個單位。(3)實(shí)際上在a相等的情況下,二次函數(shù)y=ax2+c(a,c是常數(shù),a≠0)的圖像與二次函數(shù)y=ax2(a是常數(shù)且a≠0)的圖像形狀、開口方向、對稱軸等完全相同,只不過位置發(fā)生了變化,頂點(diǎn)坐標(biāo)由(0,0)變成了(0,c)。(4)在幾條拋物線的表達(dá)式中,若∣a∣相等,則形狀相同;若a相等,則其開口方向及形狀均相同;若a互為相反數(shù),則其形狀相同、開口方向相反。三、巧記:如果要畫拋物線,平移或者去描點(diǎn),兩條途徑任您選;列表描點(diǎn)后連線,平移規(guī)律記心間,c正向上負(fù)向下。典型例題】類型一、1.已知:二次函數(shù)yx21(1)寫出此函數(shù)圖象的開口方向、對稱軸、頂點(diǎn)坐標(biāo);(2)畫出它的圖象.【答案】(1)拋物線的開口方向向上,對稱軸為y軸,頂點(diǎn)坐標(biāo)為(0,1).(2)圖像見分析【分析】1)根據(jù)二次函數(shù)y=a(x-h)2+k,當(dāng)a>0時開口向上;頂點(diǎn)式可直接求得其頂點(diǎn)坐標(biāo)為(h,k)及對稱軸x=h2)可分別求得拋物線頂點(diǎn)坐標(biāo)以及拋物線與x軸、y軸的交點(diǎn)坐標(biāo),利用描點(diǎn)法可畫出函數(shù)圖象.(1)解:(1二次函數(shù)yx21,拋物線的開口方向向上,頂點(diǎn)坐標(biāo)為(0,1),對稱軸為y軸;(2)解:在yx21中,令y0可得x21=0解得x11,所以拋物線與x軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為(-10)(1,0)x0可得y1,所以拋物線與y軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為(0-1);頂點(diǎn)坐標(biāo)為(01),對稱軸為y軸,再求出關(guān)于對稱軸對稱的兩個點(diǎn),將上述點(diǎn)列表如下:x-2-1012yx2130-103描點(diǎn)可畫出其圖象如圖所示:【點(diǎn)撥】本題考察了二次函數(shù)的開口方向、對稱軸以及頂點(diǎn)坐標(biāo).以及二次函數(shù)拋物線的畫法.解題的關(guān)鍵是把二次函數(shù)的一般式化為頂點(diǎn)式.描點(diǎn)畫圖的時候找到關(guān)鍵的幾個點(diǎn),如:與x軸的交點(diǎn)與y軸的交點(diǎn)以及頂點(diǎn)的坐標(biāo).舉一反三:【變式1若在同一直角坐標(biāo)系中,作,,的圖像,則它們(       A.都關(guān)于軸對稱 B.開口方向相同C.都經(jīng)過原點(diǎn) D.互相可以通過平移得到【答案】A解:因?yàn)?/span>,,這三個二次函數(shù)的圖像對稱軸為,所以都關(guān)于軸對稱,故選項(xiàng)A正確;拋物線,的圖象開口向上,拋物線的圖象開口向下,故選項(xiàng)B錯誤;拋物線,的圖象不經(jīng)過原點(diǎn),故選項(xiàng)C錯誤;因?yàn)閽佄锞€,的二次項(xiàng)系數(shù)不相等,故不能通過平移其它二次函數(shù)的圖象,故D選項(xiàng)錯誤;故選A.【變式2 通過_______法畫出的圖像:通過圖像可知:的開口方向________,對稱軸_______,頂點(diǎn)坐標(biāo)___________的開口方向________,對稱軸_______,頂點(diǎn)坐標(biāo)___________【答案】     描點(diǎn)     向上     y          向上     y     【分析】根據(jù)畫二次函數(shù)的圖像采用描點(diǎn)法,然后根據(jù)二次函數(shù)性質(zhì)得出開口方向,對稱軸,頂點(diǎn)坐標(biāo)即可.解:通過描點(diǎn)法畫出的圖像,通過圖像可知:的開口方向向上,對稱軸為軸,頂點(diǎn)坐標(biāo)為,的開口方向向上,對稱軸軸,頂點(diǎn)坐標(biāo),故答案為:描點(diǎn);向上;y軸;;向上;y軸;【點(diǎn)撥】本題考查了畫函數(shù)圖像的方法,二次函數(shù)的基本性質(zhì),根據(jù)題意畫出相應(yīng)的圖像是解本題的關(guān)鍵.類型、2.已知函數(shù)是關(guān)于x的二次函數(shù).1)滿足條件的m的值;2m為何值時,拋物線有最低點(diǎn)?求出這個最低點(diǎn),這時當(dāng)x為何值時,yx的增大而增大?3m為何值時,函數(shù)有最大值?最大值是多少?這時當(dāng)x為何值時,yx的增大而減小?【答案】(1m1=2m2=3;(2)當(dāng)m=2時,拋物線有最低點(diǎn),最低點(diǎn)為:(0,1),當(dāng)x0時,yx的增大而增大;(3)當(dāng)m=3時,函數(shù)有最大值,最大值為1,當(dāng)x0時,yx的增大而減小【分析】1)利用二次函數(shù)的定義得出關(guān)于m的等式,解方程即可得出答案;2)利用二次函數(shù)的性質(zhì)得出m的值;3)利用二次函數(shù)的性質(zhì)得出m的值.解:1函數(shù)是關(guān)于x的二次函數(shù),m2+m4=2解得:m1=2m2=3;2)當(dāng)m=2時,拋物線有最低點(diǎn),此時y=4x2+1,則最低點(diǎn)為:(01),由于拋物線的對稱軸為y軸,故當(dāng)x0時,yx的增大而增大;3)當(dāng)m=3時,函數(shù)有最大值,此時y=x2+1,故此函數(shù)有最大值1,由于拋物線的對稱軸為y軸,故當(dāng)x0時,yx的增大而減?。?/span>【點(diǎn)撥】本題考查了二次函數(shù)的定義及二次函數(shù)的性質(zhì),解一元二次方程,因此掌握二次函數(shù)的定義與性質(zhì)是解答本題的關(guān)鍵.舉一反三:【變式1已知點(diǎn)(,),(,)(兩點(diǎn)不重合)均在拋物線上,則下列說法正確的是(       )A.若,則 B.若,則C.若,則 D.若,則【答案】D【分析】利用二次函數(shù)的性質(zhì)即可一一判斷;解:畫出的圖象,對稱軸為,A、若,則;故A錯誤;B、若,則;故B錯誤;C、若,則;故C錯誤;D、若,則;故D正確;故選:D【點(diǎn)撥】本題考查二次函數(shù)圖象上的點(diǎn)的特征,解題的關(guān)鍵是靈活運(yùn)用所學(xué)知識解決問題,所以中考??碱}型.【變式2 已知二次函數(shù),如果的增大而增大,那么的取值范圍是__________【答案】【分析】由于拋物線y=2x2-1的對稱軸是y軸,所以當(dāng)x≥0時,yx的增大而增大.解:拋物線y=2x2-1a=20,二次函數(shù)圖象開口向上,且對稱軸是y軸,當(dāng)x≥0時,yx的增大而增大.故答案為:【點(diǎn)撥】本題考查了拋物線y=ax2+b的性質(zhì):圖象是一條拋物線;開口方向與a有關(guān);對稱軸是y軸;頂點(diǎn)(0,b).類型、3已知二次函數(shù)yax2+b的圖象與直線yx+2相交于點(diǎn)A1,m),點(diǎn)Bn,0).1)求二次函數(shù)的解析式,并寫出該拋物線的對稱軸和頂點(diǎn)坐標(biāo);2)選取適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)填入下表,并在圖中的直角坐標(biāo)系內(nèi)描點(diǎn)畫出該拋物線的圖象;x……     ……y……     ……3)畫出這兩個函數(shù)的圖象,并結(jié)合圖象直接寫出ax2+bx+2x的取值范圍.【答案】(1)對稱軸為x0,頂點(diǎn)為(0,4);(2見分析;(3見分析,2x1【分析】1)求出AB的坐標(biāo),利用待定系數(shù)法聯(lián)立方程組即可求二次函數(shù)的解析式;2)利用描點(diǎn)法畫出函數(shù)解析式;3)將二次函數(shù)與一次函數(shù)同時畫在一個坐標(biāo)系內(nèi),由圖象即可求解.解:1)將點(diǎn)A1,m)、點(diǎn)Bn,0)代入直線y=x+2,m=3,n=2,點(diǎn)A13),點(diǎn)B2,0),將點(diǎn)AB分別代入二次函數(shù)y=ax2+b,得到,,y=x2+4對稱軸為x=0,頂點(diǎn)為(04);2畫圖見分析        3)如圖,由圖象可得ax2+bx+2時,2x1【點(diǎn)撥】本題考查了二次函數(shù)的圖象及性質(zhì);熟練掌握待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式的方法,畫出正確的函數(shù)圖象,數(shù)形結(jié)合解題是關(guān)鍵.舉一反三:【變式1】函數(shù)yaxyax2+aa≠0)在同一直角坐標(biāo)系中的大致圖象可能是(  )A  B  C D【答案】D【分析】先根據(jù)一次函數(shù)的性質(zhì)確定a>0a<0兩種情況分類討論拋物線的頂點(diǎn)位置即可得出結(jié)論.解:函數(shù)yaxyax2+aa≠0A. 函數(shù)yax圖形可得a0,則yax2+aa≠0)開口方向向下正確,當(dāng)頂點(diǎn)坐標(biāo)為(0a,應(yīng)交于y軸負(fù)半軸,而不是交y軸正半軸,故選項(xiàng)A不正確;       B. 函數(shù)yax圖形可得a0,則yax2+aa≠0)開口方向向下正確,當(dāng)頂點(diǎn)坐標(biāo)為(0,a,應(yīng)交于y軸負(fù)半軸,而不是在坐標(biāo)原點(diǎn)上,故選項(xiàng)B不正確;       C. 函數(shù)yax圖形可得a0,則yax2+aa≠0)開口方向向上正確,當(dāng)頂點(diǎn)坐標(biāo)為(0,a,應(yīng)交于y軸正半軸,故選項(xiàng)C不正確;       D. 函數(shù)yax圖形可得a0,則yax2+aa≠0)開口方向向上正確,當(dāng)頂點(diǎn)坐標(biāo)為(0a,應(yīng)交于y軸正半軸正確,故選項(xiàng)D正確;       故選D【點(diǎn)撥】本題考查的知識點(diǎn)是一次函數(shù)的圖象與二次函數(shù)的圖象,理解掌握函數(shù)圖象的性質(zhì)是解此題的關(guān)鍵.【變式2】如圖,拋物線y=-x2+2.將該拋物線在x軸和x軸上方的部分記作C1,將x軸下方的部分沿x軸翻折后記作C2,C1C2構(gòu)成的圖形記作C3.關(guān)于圖形C3,給出如下四個結(jié)論:圖形C3關(guān)于y軸成軸對稱;圖形C3有最小值,且最小值為0當(dāng)x>0時,圖形C3的函數(shù)值都是隨著x的增大而增大的;當(dāng)-2≤x≤2時,圖形C3恰好經(jīng)過5個整點(diǎn)(即橫、縱坐標(biāo)均為整數(shù)的點(diǎn)).以上四個結(jié)論中,所有正確結(jié)論的序號是________【答案】①②④【分析】畫出圖象C3,根據(jù)圖象即可判斷.解:如圖所示,圖形C3關(guān)于y軸成軸對稱,故正確;由圖象可知,圖形C3有最小值,且最小值為0;,故正確;當(dāng)x>0時,圖形C3x軸交點(diǎn)的左側(cè)的函數(shù)值都是隨著x的增大而減小,圖形C3x軸交點(diǎn)的右側(cè)的函數(shù)值都是隨著x的增大而增大,故錯誤;當(dāng)-2≤x≤2時,圖形C3恰好經(jīng)過5個整點(diǎn)(即橫、縱坐標(biāo)均為整數(shù)的點(diǎn)),故正確;故答案為:①②④【點(diǎn)撥】本題考查了二次函數(shù)的圖象與幾何變換,數(shù)形結(jié)合是解題的關(guān)鍵.類型、4已知拋物線過點(diǎn)和點(diǎn)1)求這個函數(shù)的關(guān)系式;2)寫出當(dāng)為何值時,函數(shù)的增大而增大.【答案】(1;(2)當(dāng)時,函數(shù)的增大而增大【分析】1)根據(jù)待定系數(shù)法即可求解;2)求出對稱軸,根據(jù)二次函數(shù)的圖像與性質(zhì)即可求解.解:1拋物線過點(diǎn)和點(diǎn),,解得這個函數(shù)得關(guān)系式為:2二次函數(shù)開口向下,對稱軸為x=0,當(dāng)時,函數(shù)的增大而增大.【點(diǎn)撥】此題主要考查二次函數(shù)的圖像與性質(zhì),解題的關(guān)鍵是熟知待定系數(shù)法的運(yùn)用.舉一反三:【變式1】如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,二次函數(shù)yx2+m的圖象經(jīng)過邊長為的正方形ABCD的三個頂點(diǎn)A、B、C,則m的值為( ?。?/span>A B2 C1 D2【答案】D【分析】根據(jù)正方形的性質(zhì)和勾股定理求出點(diǎn)A的坐標(biāo)即可.解:四邊形是正方形,是等腰直角三角形,在等腰中,,則,即代入二次函數(shù)yx2+m得,,故選:D【點(diǎn)撥】本題考查了正方形的性質(zhì)和求二次函數(shù)解析式,解題關(guān)鍵是熟練運(yùn)用正方形的性質(zhì)求出點(diǎn)的坐標(biāo).【變式2】寫出頂點(diǎn)坐標(biāo)為(0,-3),開口方向與拋物線的方向相反,形狀相同的拋物線解析式_________________________【答案】【分析】根據(jù)開口方向與拋物線的方向相反,形狀相同可得,再利用頂點(diǎn)坐標(biāo)即可寫出解析式.解:拋物線與的方向相反,形狀相同,且頂點(diǎn)坐標(biāo)(0-3設(shè)拋物線解析式為:,代入頂點(diǎn)坐標(biāo)(0,-3)得:解析式為故答案為【點(diǎn)撥】本題考查求拋物線解析式,熟記拋物線頂點(diǎn)式是解題的關(guān)鍵.類型5已知二次函數(shù)y=-x22(m1)x2mm2的圖象關(guān)于y軸對稱,其頂點(diǎn)為A,與x軸兩交點(diǎn)為B,C(B點(diǎn)在C點(diǎn)左側(cè))(1)  BC兩點(diǎn)的坐標(biāo);(2)  △ABC的面積.【答案】(1) B點(diǎn)的坐標(biāo)為(1,0),C點(diǎn)的坐標(biāo)為(1,0)(2) 1解:【試題分析】(1)根據(jù)二次函數(shù)y=-x22(m1)x2mm2的圖象關(guān)于y軸對稱,一次項(xiàng)系數(shù)為0,易得m=1;從而得y=-x21.當(dāng)y=0時,有-x210,解得x1=-1,x21,即B點(diǎn)的坐標(biāo)為(1,0)C點(diǎn)的坐標(biāo)為(1,0)2)先求出頂點(diǎn)坐標(biāo),再求SABC.【試題解析】(1)由二次函數(shù)y=-x22(m1)x2mm2的圖象關(guān)于y軸對稱,得m10,解得m1,則2mm21.故函數(shù)的表達(dá)式為y=-x21.當(dāng)y0時,有-x210,解得x1=-1x21,即B點(diǎn)的坐標(biāo)為(10),C點(diǎn)的坐標(biāo)為(1,0)(2)當(dāng)x0時,y1,即A點(diǎn)的坐標(biāo)為(0,1),SABC×2×11.舉一反三:【變式1】如圖,矩形紙片ABCD中,BC=4AB=3,點(diǎn)PBC邊上的動點(diǎn)(點(diǎn)P不與點(diǎn)BC重合).現(xiàn)將PCD沿PD翻折,得到PCD,作BPC的角平分線,交AB于點(diǎn)E.設(shè)BP=x, BE=y,則下列圖象中,能表示yx的函數(shù)關(guān)系的圖象大致是(       ABC D【答案】D【分析】根據(jù)題意,連接DE,因?yàn)?/span>PCD沿PD翻折,得到PCD,故有DP平分CPC;又PEBPC的角平分線,可推知EPD=90°,又因?yàn)?/span>BP=x,BE=y,BC=4AB=3,分別用xy表示出PDEPDE,在RtPED中利用勾股定理,即可得出一個關(guān)于xy的關(guān)系式,化簡即可.解:連接DE,PCD沿PD翻折,得到PCD,故有DP平分CPC;又因?yàn)?/span>PEBPC的角平分線,可推知EPD=90°,已知BP=xBE=y,BC=4,AB=3,即在RtPCD中,PC=4-x,DC=3.即PD2=(4-x)2+9;RtEBP中,BP=xBE=y,故PE2=x2+y2;RtADE中,AE=3-y,AD=4,故DE2=(3-y)2+16,RtPDE中,PE2+PD2=DE2,x2+y2+(4-x)2+9=(3-y)2+16化簡得:y=-x2+x(0),圖象是一段開口向下的拋物線;結(jié)合題意,只有選項(xiàng)D符合題意.故選:D【點(diǎn)撥】本題考查了矩形的性質(zhì),折疊的性質(zhì),勾股定理,熟練掌握折疊的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.【變式2】如圖,已知P是函數(shù)y1圖象上的動點(diǎn),當(dāng)點(diǎn)Px軸上方時,作PHx軸于點(diǎn)H,連接PO.小華用幾何畫板軟件對PO,PH的數(shù)量關(guān)系進(jìn)行了探討,發(fā)現(xiàn)POPH是個定值,則這個定值為 _____【答案】2【分析】設(shè)p(x,x2-1),則OH=|x|,PH=|x2-1|,因點(diǎn)Px軸上方,所以x2-1>0,由勾股定理求得OP=x2+1,即可求得OP-PH=2,得出答案.解:設(shè)p(x,x2-1),則OH=|x|,PH=|x2-1|,當(dāng)點(diǎn)Px軸上方時,x2-1>0,PH=|x2-1|=x2-1RtOHP中,由勾股定理,得OP2=OH2+PH2=x2+(x2-1)2=(x2+1)2,OP=x2+1,OP-PH=x2+1-x2-1=2故答案為:2【點(diǎn)撥】本題考查二次函數(shù)圖象上點(diǎn)的坐標(biāo)特征,勾股定理,利用坐標(biāo)求線段長度是解題的關(guān)鍵.

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