内容正文:
21.2 二次函数的图象和性质
1.二次函数y=ax2的图象和性质
1.正确理解抛物线的有关概念;(重点)
2.会用描点法画出二次函数y=ax2的图象,概括出图象的特点;(重点)
3.掌握形如y=ax2的二次函数图象的性质,并会应用;(难点)
4.通过动手操作、合作交流,积累数学活动经验,培养动手能力和观察能力.
一、情境导入
我们都见过篮球运动员投篮,你知道篮球从出手到落入篮圈内的路线是什么图形吗?它是如何画出来的?
我们把篮球从出手到落入篮圈内的曲线叫抛物线,你还能举出一些抛物线的例子吗?
二、合作探究
探究点一:二次函数y=ax2的图象
【类型一】 画二次函数y=ax2的图象
在同一平面直角坐标系中,画出下列函数的图象:①y=x2;②y=2x2;③y=-x2;④y=-2x2.根据图象回答下列问题:
(1)这些函数的图象都是轴对称图形吗?如果是,对称轴是什么?
(2)图象有最高点或最低点吗?如果有,最高点或最低点的坐标是什么?
解析:要画出已知四个函数的图象,需先列表,因为在这些函数中,自变量的取值范围是全体实数,故应以原点O为中心,对称地选取x的值,列出函数的对应值表.
解:列表:
描点、连线,函数图象如图所示.
(1)这四个函数的图象都是轴对称图形,对称轴都是y轴;
(2)函数y=2x2和y=x2的图象有最低点,函数y=-x2和y=-2x2的图象有最高点,这些最低点和最高点的坐标都是(0,0).
方法总结:(1)画形如y=ax2(a≠0)的图象时,x的值应从最低(或最高)点起左右两边对称地选取.
(2)连线时,一般按从左到右的顺序将点连接起来,一定注意连线要平滑,不能画成折线.
(3)抛物线的概念:二次函数y=ax2(a≠0)的图象是抛物线,简称为抛物线y=ax2.
(4)抛物线的特点:①有开口方向;②有对称轴;③有顶点——对称轴与抛物线的交点.抛物线的顶点也是它的最低点或最高点.
【类型二】 同一坐标系中两种不同图象的判断
当ab>0时,抛物线y=ax2与直线y=ax+b在同一直角坐标系中的图象大致是( )
解析:根据a、b的符号来确定.当a>0时,抛物线y=ax2的开口向上.∵ab>0,∴b>0.∴直线y=ax+b过第一、二、三象限.当a<0时,抛物线y=ax2的开口向下.∵ab>0,∴b<0.∴直线y=ax+b过第二、三、四象限.故选D.
方法总结:本例综合考查了一次函数y=ax+b和二次函数y=ax2的图象和性质.因为在同一问题中相同字母的取值是相同的,所以应从各选项中两个函数图象所反映的a的符号是否一致入手进行分析.
探究点二:抛物线y=ax2的开口方向、大小与系数a的关系
如图,四个二次函数图象中,分别对应:①y=ax2;②y=bx2;③y=cx2;④y=dx2,则a、b、c、d的大小关系为( )
A.a>b>c>d
B.a>b>d>c
C.b>a>c>d
D.b>a>d>c
答案:A
方法总结:抛物线y=ax2的开口大小由|a|确定,|a|越大,抛物线的开口越小;|a|越小,抛物线的开口越大.
探究点三:二次函数的图象与几何图形的综合应用
已知二次函数y=ax2(a≠0)与直线y=2x-3相交于点A(1,b),求:
(1)a,b的值;
(2)函数y=ax2的图象的顶点M的坐标及直线与抛物线的另一个交点B的坐标;
(3)△AMB的面积.
解析:直线与二次函数y=ax2的图象交点坐标可利用方程求解,而求△AMB的面积,一般应画出草图进行解答.
解:(1)∵点A(1,b)是直线y=2x-3与二次函数y=ax2的图象的交点,∴点A的坐标满足二次函数和直线的关系式,
∴∴
(2)由(1)知二次函数为y=-x2,顶点M(即坐标原点)的坐标为(0,0).由-x2=2x-3,解得x1=1,x2=-3,∴y1=-1,y2=-9,∴直线与二次函数的另一个交点B的坐标为(-3,-9);
(3)如图所示,作AC⊥x轴,BD⊥x轴,垂足分别为C、D,根据点的坐标的意义,可知MD=3,MC=1,CD=1+3=4,BD=9,AC=1,∴S△AMB=S梯形ABDC-S△ACM-S△BDM=×(1+9)×4-×1×1-×3×9=6.
方法总结:解答此类题目,最好画出草图,利用数形结合,解答相关问题.探究点四:二次函数y=ax2的性质
【类型一】 二次函数y=ax2的增减性
作出函数y=-x2的图象,观察图象,并利用图象回答下列问题:
(1)在y轴左侧图象上任取两点A(x1,y1),B(x2,y2),使x2<x1<0,试比较y1与y2的大小;
(2)在y轴右侧图象上任取两点C(x3,y3),D(x4,y4),使x3>x4>0,试比较y3与y4的大小.
解析:根据画出的函数图象来确