内容正文:
21.2 二次函数的图像和性质
第二十一章 二次函数与反比例函数
21.2.2 二次函数y=ax2+bx+c的图像和性质
第2课时 二次函数y=a(x+h)2的图像和性质
问题 在同一平面直角坐标系中,怎样画出函数 y=x2、y=(x-1)2和 y=(x+1)2 的图象?
解:
列表:
x
y=x2
y=(x-1)2
y=(x+1)2
···
···
···
···
···
0
0
1
1
1
2
-1
-3
1
4
1
9
···
0
1
4
16
4
9
0
4
3
9
4
16
-2
4
9
1
···
···
描点、连线,
即得各函数的图象.
探究新知
观察 y=x2、y=(x-1)2和 y=(x+1)2 三个函数的图像,回答下列问题.
(1)这三个函数图像的开口方向如何?顶点坐标、对称轴分别是什么?
这三个函数图像都是开口向上;
y=x2 顶点坐标是
(0,0),
对称轴是直线x=0;
y=(x-1)2 顶点坐标是
(1,0),
对称轴是直线x=1;
y=(x+1)2 顶点坐标是
(-1,0),
对称轴是直线x=-1;
(2) 对于同一个y值,这三个函数对应的x值之间有什么关系?这三个函数的图像在位置上有什么关系?
对于同一个y值,
y=(x-1)2 所对应的x值
比 y=x2 所对应的x值
y=(x+1)2 所对应的x值
小1.
比 y=x2 所对应的x值
y=x2
y=(x-1)2
1个单位
向右平移
向左平移
1个单位
y=(x+1)2
大1.
y=x2
y=(x-1)2
1个单位
向右平移
向左平移
1个单位
y=(x+1)2
顶点 (0,0)
1个单位
向右平移
顶点 (1,0)
向左平移
1个单位
顶点 (-1,0)
对称轴:y轴
即 直线x=0
1个单位
向右平移
向左平移
1个单位
直线x=-1
(3) 当x分别取何值时,这三个函数取得最小值?最小值分别是多少?
观察 y=x2、y=(x-1)2和 y=(x+1)2 三个函数的图像,回答下列问题.
当 x=0 时,
函数 y=x2 的最小值是0;
当 x=1 时,
函数 y=(x-1)2 的最小值是0;
当 x=-1 时,
函数 y=(x+1)2 的最小值是0;
【归纳】
只是 .
形状
开口大小
开口方向
位置不同
由图像可知,抛物线y=ax2+k与y=ax2的 、 和 相同,
当h>0时,向 平移;
抛物线y=a(x+h)2
可由抛物线y=ax2
沿 轴方向
平移 个单位得到,
向 平移.
当h 时,
x
左
<0
右
抛物线y=a(x+h)2,
方法规律:
左右平移时,
x左加右减.
平移时 a 不变
y=a(x+h)2
图像
开口方向
开口大小
顶点坐标
对称轴
增减性
最值
a>0
a<0
h>0
h<0
h>0
h<0
y
x
o
y
x
o
y
x
o
y
x
o
开口向上
开口向下
越大,
抛物线开口越小;
越小,
抛物线开口越大.
(-h,0)
最低点
(-h,0)
最高点
直线 x=-h
即x>-h时,
y随x的增大而减小;
即x>-h时,
即x<-h时,
y随x的增大而减小;
在对称轴的右侧,
y随x的增大而增大;
在对称轴的左侧,
即x<-h时,
y随x的增大而增大;
在对称轴的右侧,
当 x=-h 时,
y最小值=0
当x=-h时,
y最大值=0
(-h,0)
(-h,0)
(-h,0)
(-h,0)
在对称轴的左侧,
归纳新知
1
2
3
4
5
6
-6
-5
-4
-3
-2
-1
1
2
3
4
5
6
-1
-2
-3
-4
-5
-6
y=- x2
1
3
y=- (x+2)2
1
3
y=- (x-2)2
1
3
抛物线 的开口方向是 ,顶点坐标是 ,对称轴是 ,
例1、观察第1题所画的图像,并填空:
y=- (x+2)2
1
3
当 时,函数值y随x值的增大而增大;当 时,函数值随x值的增大而减小.
开口向上
(-2,0)
直线x=-2
x<-2
x>-2
抛物线 可由抛物线 向 平移 个单位得到.
y=- (x+2)2
1
3
y=- x2
1
3
左
2
典例精析
例2、当a>0时,抛物线 y=a(x+h)2 的开口方向是 ,顶点坐标是 ,对称轴是 . 当x=_____时,函数y=a(x+h)2取得最 值= .
当a<0时,抛物线 y=a(x+h)2 的开口方向是 ,顶点坐标是 ,对称轴是 . 当x= 时,函数y=a(x+h)2取得最 值= .
开口向上
(-h,0)
直线x=-h
-h
小
0
开口向下
(-h,0)
直线x=-h
-h
大
0
知识点1 二次函数y=a(x+h)2的图象和性质
1.(2025·合肥包河区期中)二次函数y=-2(x+1)2的图象的顶点坐标是( )
A.(0,-1) B.(0,1)
C.(-1,0) D.(1,0)
C
随堂练习
2.下列二次函数中,其图象的对称轴为直线 x=2的是( )
A.y=2x2-2 B.y=-2x2-2
C.y=2(x-2)2 D.y=(x+2)2
C
3.二次函数y=a(x-1)2的图象可能是( )
D
4.对于二次函数y=5(x+3)2的图象,下列说法不正确的是( )
A.开口向上
B.对称轴是直线x=-3
C.顶点坐标为(-3,0)
D.当x<-3时,函数y随x的增大而增大
D
5.已知二次函数y=-(x+1)2图象上的两个点(x1,y1),(x2,y2),且x1>x2>-1,则y1,y2的大小关系是______.(用“<”连接)
y1<y2
6.(教材P16练习T5变式)已知抛物线y=a(x+h)2的对称轴为直线
x=-2,且与抛物线y=-5x2的形状和开口方向相同.
(1)求该抛物线对应的函数表达式;
解:∵直线x=-2是抛物线y=a(x+h)2的对称轴,∴h=2.
∵抛物线y=a(x+h)2与抛物线y=-5x2的形状和开口方向相同,
∴a=-5,
∴该抛物线对应的函数表达式为y=-5(x+2)2.
6.(教材P16练习T5变式)已知抛物线y=a(x+h)2的对称轴为直线x=-2,且与抛物线y=-5x2的形状和开口方向相同.
(2)当x为何值时,函数y随x的增大而增大?
解:∵抛物线y=-5(x+2)2的开口向下,
对称轴为直线x=-2,
∴当x<-2时,函数y随x的增大而增大.
7.如果将抛物线y=x2向右平移1个单位,那么所得到的抛物线对应的函数表达式为( )
A.y=x2+1 B.y=x2-1
C.y=(x+1)2 D.y=(x-1)2
[变式] 第7题中,抛物线y=x2不动,y轴向右平移1个单位,则抛物线在新坐标系中对应的函数表达式为___________.
D
y=(x+1)2
8.(教材P16练习T4变式)将抛物线y=-4(x-3)2平移可得到抛物线y=-4x2,则下列平移方法正确的是( )
A.向上平移3个单位
B.向下平移3个单位
C.向左平移3个单位
D.向右平移3个单位
C
9.将抛物线y=x2向右平移m个单位后,得到的抛物线对应的函数表达式为___________(用含有m的式子表示),若平移后的抛物线经过点(3,1),则m的值为______.
y=(x-m)2
2或4
10.【数形结合思想】已知抛物线y=a(x+h)2可由抛物线y=-2x2通过平移得到,且对称轴为直线x=-3.
(1)求该抛物线对应的函数表达式;
解:∵抛物线y=a(x+h)2可由抛物线y=-2x2通过平移得到,
∴a=-2.
∵抛物线的对称轴为直线x=-3,∴h=3,
∴该抛物线对应的函数表达式为y=-2(x+3)2.
10.【数形结合思想】已知抛物线y=a(x+h)2可由抛物线y=-2x2通过平移得到,且对称轴为直线x=-3.
(2)若该抛物线的顶点为A,与y轴的交点为B,求△AOB的面积.
解:由(1),得y=-2(x+3)2,
∴抛物线顶点A的坐标为(-3,0).
当x=0时,y=-2×(0+3)2=-18,
∴△AOB的面积为×|-3|×|-18|=27.
11.若A(-4,a),B(-2,b),C(1,c)为二次函数y=3(x+1)2的图象上的三点,则a,b,c的大小关系是( )
A.a<b<c B.b<a<c
C.b<c<a D.a<c<b
C
12.若点P(m,n)在抛物线y=ax2(a≠0)上,则下列各点在抛物线y=a(x+2)2上的是( )
A.(m,n+2) B.(m+2,n)
C.(m,n-2) D.(m-2,n)
D
13.(易错)已知二次函数y=2(x-h)2,当x>3时,函数y随x的增大而增大,则h的取值范围是______.
h≤3
14.已知二次函数y=a(x+h)2的图象经过点(1,h)和点(-3,h).
(1)求这个二次函数的表达式;
解:由题意,得抛物线的对称轴为直线x==-1,∴h=1.
将(1,1)代入y=a(x+1)2,得4a=1,解得a=,
∴这个二次函数的表达式为y=(x+1)2.
14.已知二次函数y=a(x+h)2的图象经过点(1,h)和点(-3,h).
(2)将二次函数y=a(x+h)2的图象沿x轴平移,怎样平移才能使平移后的抛物线的顶点在直线y=x-3上?
解:∵平移前的抛物线的顶点坐标为(-1,0),
∴沿x轴平移后的顶点的纵坐标为0.
∵平移后的抛物线的顶点在直线y=x-3上,
∴当y=0时,x=3,
∴平移后的抛物线的顶点坐标为(3,0).
∵3-(-1)=4,
∴要将二次函数y=(x+1)2的图象沿x轴向右平移4个单位.
15.已知二次函数y=-(x-h)2(h是常数),且自变量x的取值范围是2≤x≤5.
(1)当h=3时,函数的最大值是____;
解:∵h=3,
∴这个二次函数的表达式为y=-(x-3)2.
∵2≤x≤5,
∴当x=3时,函数有最大值,最大值为0.
故答案为0.
0
15.已知二次函数y=-(x-h)2(h是常数),且自变量x的取值范围是2≤x≤5.
(2)若函数的最大值为-1,求h的值.
解:∵二次函数y=-(x-h)2(h为常数)的自变量x的取值范围是2≤x≤5,且函数的最大值为-1,
∴若h≥5,则当x=5时,函数有最大值,
即-(5-h)2=-1,解得h1=4(舍去),h2=6;
若h≤2,则当x=2时,函数有最大值,
即-(2-h)2=-1,解得h3=1,h4=3(舍去);
若2<h<5,则函数的最大值为0,与题意不符.
综上所述,h的值是6或1.
$$