内容正文:
22.1.4 二次函数y=ax2+bx+c的图象和性质 暑期预习讲义
思维导图
知识梳理
一、图象的形状
知识点1: 二次函数y=ax²+bx+c(a≠0)的图象是一条抛物线。
易错点提示: 无论解析式形式如何复杂,只要是二次函数(a≠0),其图象都是抛物线,是一条平滑的曲线,不是折线。
二、开口方向与开口大小
知识点2: 抛物线的开口方向和开口大小由二次项系数a决定。
(1)开口方向: 当a>0时,抛物线开口向上;当a<0时,抛物线开口向下。
(2)开口大小: |a|的绝对值越大,抛物线的开口越窄;|a|的绝对值越小,抛物线的开口越宽。
易错点提示:
1.不要混淆a的符号与开口方向的关系,牢记“a>0开口向上,a<0开口向下”。
2.忽略a≠0的条件,若a=0,则函数不再是二次函数,图象也不是抛物线。
3.开口大小只与|a|有关,与b、c的取值无关。不要认为a的数值越大(不考虑正负)开口就越大,实际上是|a|越大,开口越窄。
三、对称轴
知识点3: 抛物线y=ax²+bx+c的对称轴是直线 x = -。
易错点提示:
1.对称轴公式是x = -,不要漏掉负号,也不要记错分子分母。
2.对称轴是一条直线,作答时要写成“直线x = ...”,而不能只写“x = ...”或“- ”。
3.计算时,要注意符号的运算,特别是b本身是负数的情况。
四、顶点坐标
知识点4: 抛物线y=ax²+bx+c的顶点坐标是 (-, )。顶点坐标也可以通过将一般式化为顶点式y=a(x-h)²+k得到,顶点为(h, k)。
易错点提示:
1.顶点坐标是一个有序数对,不要忘记加括号和逗号,如(-, )。
2.记忆和计算顶点纵坐标公式时容易出错,注意符号和运算顺序。
3.可以先求出对称轴x=-,再将其代入原函数解析式求出对应的y值,即为顶点的纵坐标,这种方法有时更不易出错。
五、增减性
知识点5: 二次函数的增减性以对称轴为界,结合开口方向判断:
(1)当a>0(开口向上)时:
①在对称轴左侧(即x <-),y随x的增大而减小。
②在对称轴右侧(即x > -),y随x的增大而增大。
(2)当a<0(开口向下)时:
①在对称轴左侧(即x <-),y随x的增大而增大。
②在对称轴右侧(即x > -),y随x的增大而减小。
易错点提示:
1.描述增减性时,务必指明“在对称轴的左侧/右侧”或“当x < -时/x >-时”,不能笼统地说y随x增大而增大或减小。
2.容易混淆a的正负所对应的增减区间,建议结合函数图象记忆。
3.x=-是函数增减性的转折点,在该点函数取得最大或最小值。
六、最大值或最小值
知识点6: 二次函数的最值由开口方向决定:
(1)当a>0(开口向上)时,抛物线有最低点,函数有最小值。当x = -时,y最小值 = 。
(2)当a<0(开口向下)时,抛物线有最高点,函数有最大值。当x = -时,y最大值 = 。
易错点提示:
1.混淆最大值和最小值与a的符号关系,记住“a>0有最小值,a<0有最大值”。
2.忘记说明取得最值时自变量x的值。
3.计算最值时,代入x=-到解析式中计算y值,或者直接使用顶点纵坐标公式,注意计算准确。
七、与坐标轴的交点
知识点7:
(1)与y轴的交点: 令x=0,得y=c。所以,抛物线y=ax²+bx+c与y轴的交点坐标是(0, c)。
(2)与x轴的交点: 令y=0,得ax²+bx+c=0。若方程ax²+bx+c=0有两个不相等的实数根x₁、x₂,则抛物线与x轴有两个交点(x₁, 0)和(x₂, 0);若方程有两个相等的实数根,则抛物线与x轴有一个交点(顶点在x轴上);若方程没有实数根,则抛物线与x轴没有交点。(此部分与一元二次方程根的判别式联系紧密,但在本小节主要是知道求交点的方法,不深入讨论判别式)
易错点提示:
1.求与y轴交点时,容易错误地代入y=0计算,应该是x=0。交点坐标是(0, c),不要写成(c, 0)。
2.与x轴交点的个数取决于对应的一元二次方程根的情况,初学者可能会误认为所有抛物线都与x轴有交点。
八、函数的一般式与顶点式的转化(配方法)
知识点8: 可以通过配方将二次函数的一般式y=ax²+bx+c转化为顶点式y=a(x-h)²+k,从而更直观地得到顶点坐标(h, k)和对称轴x=h。
(1)配方步骤:
①提取二次项系数:y = a(x² + x) + c
②括号内配方:y = a[x² + x + ()² - ()²] + c
③整理:y = a(x + )² - a() + c = a(x + )² +
④得到顶点式:y = a(x - h)² + k,其中h = -,k =
易错点提示:配方过程中,在括号内加上一次项系数一半的平方后,不要忘记减去这个数,并且如果括号外有系数a,减去的数需要乘以a才是真正减去的数,以保持等式相等。这是配方过程中最容易出错的地方。
九、二次函数性质的综合应用(简单)
知识点9: 利用二次函数的性质可以解决简单的问题,如判断函数值的增减情况、比较函数值大小、求最大或最小值(在自变量取值范围是全体实数的情况下)等。
易错点提示:在比较函数值大小时,需要结合对称轴和开口方向,判断所给自变量对应的点在对称轴的哪一侧,以及该侧的增减性。
巩固练习
一、选择题
1.抛物线的顶点坐标是( )
A. B. C. D.
2.把二次函数 配方化为 形式是( )
A. B.
C. D.
3.抛物线的对称轴是( )
A.直线 B.直线 C.直线 D.直线
4.在同一平面直角坐标系中,一次函数 与二次函数 的图象可能是( )
A. B.
C. D.
5.设,,是抛物线上的三点,则,,的大小关系为( )
A. B. C. D.
6. 已知二次函数y=-2x2+4x-3,如果y随x的增大而减小,那么x的取值范围是( )
A.x≥1 B.x≥0 C.x≥-1 D.x≥-2
7.已知二次函数(,),当时,y随x的增大而减小,则的最大值为( )
A.4 B.6 C.8 D.
8. 如图, 正方形OABC有三个顶点在抛物线 上, 点 是原点, 顶点 在 轴上则顶点 的坐标是 ( )
A. B. C. D.
二、填空题
9.在平面直角坐标系中,抛物线的开口方向是 .
10.将二次函数,化为的形式,结果为,该函数图象不经过第 象限.
11.在二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)中,y与x的部分对应值如表:
x
…
-1
0
1
2
3
…
y
…
0
2
m
n
0
…
则m,n的大小关系为m n.(填“>”“=”或“<”)
12.已知二次函数的图象的最低点在轴上,则 .
13.已知二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象如图所示,则不等式ax2+bx+c>0的解集是 .
14.如果二次函数的最小值是正数,则的取值范围是 .
三、解答题
15.已知函数是二次函数;
(1)求的值;
(2)写出这个二次函数图象的开口方向、对称轴和顶点坐标.
16.已知二次函数 ( 为常数)的图象经过点 和 .
(1)求二次函数的表达式及顶点坐标;
(2)当 时,请根据图象直接写出 的取值范围.
17.已知二次函数.
(1)求出该二次函数图象的顶点坐标.
(2)填写下列表格:
x
…
0
1
2
3
4
…
y
…
3
0
…
(3)在图中所示的坐标系中画出该二次函数的图象.
18.已知关于x的二次函数.
(1)如果二次函数的图象与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),且AB=2,求m的值;
(2)若对于每一个x值,它所对应的函数值都不小于1,求m的取值范围.
参考答案
1.B
2.B
3.A
4.B
5.D
6.A
7.C
8.C
9.开口向下
10.二
11.>
12.2
13.-1<x<3
14.
15.(1)解:由题意:,
解得:,
时,函数是二次函数.
(2)解:二次函数的解析式为,
这个二次函数的开口向下,对称轴为直线,顶点坐标为.
16.(1)解:将 代入二次函数 ( 为常数) 中,
得到 ,解得 ,
∴
,,
∴顶点坐标
(2)解:令,变形为x2-x-2=0,即(x+1)(x-2)=0,
解得x=-1或x=2,
∴ 当 时,。
17.(1)解:,
∴二次函数顶点坐标为
(2)-1;0;3
(3)解:如图:
18.(1)解:二次函数图象的对称轴为直线,
∵A,B两点在x轴上(点A在点B的左侧),且AB=2,
∴A(,),B(,)
把点(,)代入中,
∴,
∴.
(2)解:∵对称轴为直线,
∴,
∴二次函数图象顶点坐标为(2,),
∵二次函数图象的开口方向向上,
∴二次函数图象有最低点,
∵若对于每一个x值,它所对应的函数值都不小于1,
∴,
∴.
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