内容正文:
第12节 二次函数的图象和性质
1.能画二次函数的图象,通过图象了解二次函数的性质,知道二次函数系数与图象形状和对称轴的关系.
2.会求二次函数的最大值或最小值,并能确定相应自变量的值,能解决相应的实际问题.
3.知道二次函数和一元二次方程之间的关系(新增),会利用二次函数的图象求一元二次方程的近似解.
二次函数的定义及解析式
1.二次函数的概念:一般地,形如__y=ax2+bx+c__(a,b,c是常数,a≠0)的函数,叫做二次函数,其中x是自变量,a,b,c分别是函数解析式的二次项系数、一次项系数和常数项.
2.二次函数的解析式
(1)一般式:__y=ax2+bx+c__(a≠0);顶点式:__y=a(x-h)2+k__(a≠0),其中抛物线的顶点坐标为(h,k);交点式:__y=a(x-x1)(x-x2)__(a≠0),其中x1,x2为抛物线与x轴交点的横坐标.
(2)根据已知条件确定二次函数解析式,通常利用待定系数法.用待定系数法求二次函数的解析式必须根据题目的特点,选择适当的形式,才能使解题简便.一般来说,有如下几种情况:
①已知抛物线上三点的坐标,一般选用一般式;
②已知抛物线顶点或对称轴或最大(小)值,一般选用顶点式;
③已知抛物线与x轴的两个交点的横坐标,一般选用交点式.
二次函数的图象和性质
1.二次函数的图象和性质
函数
y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,a≠0)
图象
a的符号
__a>0__
__a<0__
开口方向
__向上__
__向下__
对称轴
直线 x=-
顶点坐标
增减性
在对称轴的左侧,即当x<-时,y随x的增大而__减小__;在对称轴的右侧,即当x>-时,y随x的增大而__增大__,简记为“左减右增”
在对称轴的左侧,即当x<-时,y随x的增大而__增大__;在对称轴的右侧,即当x>-时,y随x的增大而__减小__,简记为“左增右减”
最值
抛物线有最低点,当x=-时,y有最__小__值,y最小值=
抛物线有最高点,当x=-时,y有最__大__值,y最大值=
二次项
系数a
的特性
|a|的大小决定抛物线的开口大小,|a|越__大__,抛物线的开口越小;|a|越__小__,抛物线的开口越大
2.二次函数y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,a≠0)的图象与字母系数的关系
(1)a的符号决定抛物线的开口方向,当a>0时,开口__向上__;当a<0时,开口__向下__.
(2)当a,b同号时,对称轴在y轴__左侧__;当a,b异号时,对称轴在y轴__右侧__;当b=0时,对称轴是__y__轴.
(3)c的符号确定抛物线与y轴的交点位置.当c>0时,抛物线与y轴的交点在y轴的__正半轴__;当c<0时,抛物线与y轴的交点在y轴的__负半轴__;当c=0时,抛物线经过__原点__.
二次函数图象的平移
二次函数图象的平移规律为“上__加__下__减__,左__加__右__减__”.
二次函数与方程、不等式的关系
1.二次函数与一元二次方程的关系:一元二次方程的解是其对应的二次函数的图象与x轴的交点坐标.因此一元二次方程中的Δ=b2-4ac,在二次函数中表示图象与x轴是否有交点.
(1)当Δ>0时,图象与x轴有__两个交点__;
(2)当Δ=0时,图象与x轴有__一个交点__;
(3)当Δ<0时,图象与x轴__没有交点__.
2.二次函数与一元二次不等式的关系
抛物线y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,a≠0)在x轴__上方__的部分点的纵坐标都为正,所对应的x的所有取值就是不等式ax2+bx+c>0的解集;在x轴__下方__的部分点的纵坐标都为负,所对应的x的所有取值就是不等式ax2+bx+c<0的解集.
二次函数的图象和性质
[例1] (2024·十堰模拟)已知抛物线y=x2-4x+5,下列结论错误的是( D )
A.抛物线的开口向上
B.抛物线的对称轴为直线x=2
C.抛物线的顶点坐标为(2,1)
D.当x≥-2时,y的值随x值的增大而增大
[例2] 已知二次函数y=x2-4x+3,则它的最小值为( A )
A.-1 B.-
C. D.1
[变式] 本例2条件不变
(1)当-1≤x≤0时,二次函数的最小值为__3__,最大值为__8__.
(2)当1≤x≤5时,二次函数的最小值为__-1__,最大值为__8__.
(3)当a≤x≤a+1时,二次函数的最小值为0,则a的值为__0或3__.
(4)当-1≤x≤1时,二次函数y=x2-4tx+3的最小值为-2,则t的值为 -或 .
已知y=a(x-h)2+k,a>0,x1≤x≤x2.
(1)x2<h或x1>h时,如图①②,最值在x=x1,x=x2处取得.
(2)x1≤h≤x2时,如图③,最小值在x=h处取得,最大值在离对称轴最远的端点处取得.
若自变量取值范围含参或解析式含参时,一般要分类讨论对称轴h和自变量取值范围x1≤x≤x2的相对位置关系.
二次函数的图象与字母系数的关系
[例3] (1)(2024·湖北)抛物线y=ax2+bx+c的顶点为(-1,-2),抛物线与y轴的交点位于x轴上方.以下结论正确的是( C )
A.a<0 B.c<0
C.a-b+c=-2 D.b2-4ac=0
(2)(2024·十堰模拟)抛物线y=ax2+bx+c的顶点为A(2,m),且经过点B(5,0),其部分图象如图所示.对于此抛物线有如下四个结论:①ac<0;②a-b+c>0;③m+9a=0;④若此抛物线经过点C(t,n),则t+4一定是方程ax2+bx+c=n的一个根.其中所有正确结论的序号是( B )
A.①② B.①③
C.③④ D.①④
二次函数的图象的平移规律
[例4] 把抛物线y=-2x2向右平移2个单位长度,则平移后所得抛物线的解析式为__y=-2(x-2)2__.
[变式] (1)把抛物线y=-2x2向上平移2个单位长度,则平移后所得抛物线的解析式为__y=-2x2+2__.
(2)把抛物线y=-2x2先向右平移2个单位长度,再向上平移2个单位长度,则平移后所得抛物线的解析式为__y=-2(x-2)2+2__.
(3)若抛物线y=-2x2保持不动,将x轴向上平移1个单位长度(y轴不动),则在新坐标系下抛物线的解析式是__y=-2x2-1__.
求二次函数的解析式
[例5] (1)(九上教材P42T10(4)改编)已知二次函数的图象经过(1,2),(3,0),(-2,20)三点,则该函数解析式为( D )
A.y=-x2-5x+6 B.y=x2+5x+6
C.y=-x2+5x+6 D.y=x2-5x+6
(2)顶点为M(-2,1),且图象经过原点的二次函数解析式是( B )
A.y=(x-2)2+1
B.y=-(x+2)2+1
C.y=(x+2)2+1
D.y=(x-2)2+1
(3)二次函数的部分图象如图所示,对称轴是直线x=-1,则这个二次函数的表达式为( D )
A.y=-x2+2x+3 B.y=x2+2x+3
C.y=-x2+2x-3 D.y=-x2-2x+3
1.(2024·广西)将抛物线y=x2先向右平移2个单位长度,再向上平移5个单位长度,得到的抛物线是( A )
A.y=(x-2)2+5 B.y=(x+2)2+5
C.y=(x-2)2-5 D.y=(x+2)2-5
2.已知抛物线y=x2-2x-1,则当0≤x≤3时,函数的最大值为( D )
A.-2 B.-1
C.0 D.2
3.(2024·凉山)抛物线y=(x-1)2+c经过(-2,y1),(0,y2),三点,则y1,y2,y3的大小关系正确的是( D )
A.y1>y2>y3 B.y2>y3>y1
C.y3>y1>y2 D.y1>y3>y2
4.(2024·云南模拟)下列关于二次函数y=-(3x-2)2+5的说法正确的是( A )
A.顶点坐标为
B.对称轴为直线x=
C.函数y的最小值为5
D.图象与x轴没有交点
5.如图,二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象与x轴交于A,B两点,点B位于(4,0),(5,0)之间,与y轴交于点C,对称轴为直线x=2,则下列结论正确的是( D )
A.b=4a
B.4a+b+c<0
C.a-b+c>0
D.m(am+b)≤4a+2b(其中m为任意实数)
6.(2024·十堰模拟)抛物线y=ax2+bx+c交x轴于点A(-1,0),B(3,0),交y轴的负半轴于点C,顶点为D.下列结论:①2a+b=0;②2c<3b;③当m为任意实数时,a+b<am2+bm;④方程cx2+bx+a=0的两个根为x1=-1,x2=;⑤抛物线上有两点P(x1,y1)和Q(x2,y2),若x1<1<x2,且x1+x2>2,则y1<y2.其中正确的有( B )
A.2个 B.3个
C.4个 D.5个
7.如图,已知抛物线y=-x2+mx+3经过点M(-2,3).
(1)求m的值,并求出此抛物线的顶点坐标;
(2)当-3≤x≤0时,直接写出y的取值范围;
(3)当y≥3时,请根据图象直接写出x的取值范围.
解:(1)将M(-2,3)代入y=-x2+mx+3,得3=-(-2)2-2m+3,解得m=-2,
∴y=-x2-2x+3,∴y=-(x2+2x+1-1)+3,∴y=-(x+1)2+4,
∴此抛物线的顶点坐标为(-1,4).
(2)由(1)可知抛物线的顶点坐标为(-1,4),对称轴为直线x=-1,
当x=-3时,y=-(-3+1)2+4=0,
∴当-3≤x≤0时,y的取值范围为0≤y≤4.
(3)由抛物线的图象知,
∵点M(-2,3)关于对称轴x=-1的对称点为N(0,3),
∴当y≥3时,x的取值范围是-2≤x≤0.
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