内容正文:
第22章 二次函数
一、知识框架
二、知识梳理
1.二次函数
(1)二次函数的定义:一般地,形如 (a、b、c是常数,a≠0)的函数,叫做二次函数.其中x、y是变量,a、b、c是常量,a是二次项系数,b是 ,c是 .y═ax2+bx+c(a、b、c是常数,a≠0)也叫做二次函数的一般形式.
(2)二次函数的一般式
任何一个二次函数的解析式都可化成y=ax2+bx+c(a、b、c是常数,a≠0)的形式,因此,把y=ax2+bx+c(a、b、c是常数,a≠0)叫做 .
2.根据实际问题列二次函数关系式
根据实际问题确定二次函数关系式关键是读懂题意,建立二次函数的数学模型来解决问题.需要注意的是实例中的函数图象要根据自变量的取值范围来确定.
3.二次函数y=ax²(a≠0)的图象与性质
(1)二次函数y=ax²(a≠0)的图象
二次函数y=ax²的图象叫做抛物线y=ax².抛物线y=ax²是 图形,对称轴是 .抛物线与对称轴的交点叫做抛物线的 ,顶点是抛物线的最低点或最高点.抛物线y=ax²的顶点是 .
(2)二次函数y=ar2(a≠0)图象的作法
列表:在二次函数y=ax²中,自变量x的取值范围是 给出x的一些代表值,求出对应的y值:
:一般先描出对称轴一侧的几个点,再根据对称性找出另一侧的几个点:
:按照自变量由小到大的顺序,用平滑的曲线连接所描的点,两端无限延伸,
x
…
-2
-1
0
1
2
…
…
4
1
0
1
4
…
1
2
3
4
1
2
3
4
x
y
x
y
O
O
1
2
1
2
-2
-1
-2
-1
图1
图2
(3)二次函数y=ax2(a≠0)的图象和性质
(4)二次函数y=ax²解析式中二次项系数a与抛物线间的关系
(1)a的正负决定抛物线的 和函数的 .当a>0时,抛物线开口 ,函数有最 ;当a<0时,抛物线开口 ,函数有最 .(2)的大小决定抛物线的开口大小,越大开口
4.二次函数y=a(x-h)²+k(a≠0)的图象与性质
(1)二次函数y=a(x-h)²+ka≠0)的图象
二次函数y=a(x-h)²+k的图象叫做抛物线y=a(x-h)²+k.抛物线y=a(x-h)²+k²是 图形,对称轴是 .抛物线与对称轴的交点叫做抛物线的 ,顶点是抛物线的最低点或最高点.抛物线y=a(x-h)²+k的顶点是 .
注意:对于二次函数y=a(x-h)²(a≠0)图象上的点,当图象开口何上,到对你抽的距离越大,到对应的函数值就越大;当图象开口何下,点到对你抽的距离越大,则对应的函数值就越;若两点到对你轴的距离相等,则对应的函数值相等,观察图象可得以上规律
5、二次函数与之间的相互关系
(1)顶点式化成一般式
从函数解析式我们可以直接得到抛物线的顶点 ,所以我们称为 ,将顶点式去括号,合并同类项就可化成一般式 .
(2)一般式化成顶点式
.
∴ 抛物线的对称轴是直线 ,顶点坐标是 .
6、二次函数图象与x轴的交点情况决定一元二次方程根的情况
求二次函数(a≠0)的图象与x轴的交点坐标,就是令y=0,求中x的值的问题.此时二次函数就转化为一元二次方程,因此一元二次方程根的个数决定了抛物线 的个数,
方法归纳:
二次函数图象与x轴的交点的个数由的值来确定的.
(1) 当二次函数的图象与x轴有 ,,方程有两个 的实根;
(2)当二次函数的图象与x轴 ,,方程有 的实根;
(3)当二次函数的图象与x轴 时,,方程没有实根.
7.抛物线与x轴的两个交点之间的距离公式
当△>0时,设抛物线与x轴的两个交点为A(,0),B(,0),则、是一元二次方程的两个根.由根与系数的关系得,.
8、利用二次函数解实际问题的步骤
(1)阅读并理解题意;
(2)找出问题中的变量与常量,并分析它们之间的关系,若有图形,则要注意结合图形进行分析;
(3)设适当的未知数,用二次函数表示出变量之间的关系,建立 模型,写出二次函数的 ;
(4)根据题目中的条件,借助二次函数的解析式 等求解;
(5)检验结果的合理性,必要时进行合理的取舍,
9、二次函数的应用的常见类型
(1)利用二次函数解决利润问题
在商品经营活动中,经常会遇到求最大利润,最大销量等问题.解此类题的关键是通过题意,确定出 ,然后确定其 ,实际问题中自变量x的取值要使实际问题有意义,因此在求二次函数的最值时,一定要注意自变量x的 .
(2)几何图形中的最值问题
几何图形中的二次函数问题常见的有: 的最值,用料的最佳方案以及动态几何中的 的讨论.
三、知识精练
一、单选题
1.下列函数是二次函数的是( )
A. B.
C. D.
2.两个正方形的周长之和是,其中一个正方形的边长为.若以两个正方形面积之和为函数,其中一个正方形的边长为自变量,它们的关系式是( )
A. B.
C. D.
3.关于二次函数的图象,下列说法正确的是( )
A.图象经过原点 B.开口向上
C.对称轴是直线 D.最高点是
4.函数的图象的顶点坐标是( )
A. B. C. D.
5.已知二次函数的图象上有,则的大小关系是( )
A. B. C. D.
6.将二次函数的图像向右平移2个单位,再向上平移1个单位后,解析式为( )
A. B.
C. D.
7.抛物线的对称轴为( ).
A.直线 B.直线 C.直线 D.直线
8.已知一个二次函数的自变量x与函数y的几组对应值如下表,则这个二次函数图象的对称轴是直线( )
x
……
0
3
5
……
y
……
0
……
A. B. C. D.
9.如图是二次函数的图象,则下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
10.如图,二次函数的图象与x轴交于点,与y轴交于点B,对称轴为直线,下列四个结论:①;②;③方程的两根和为1;④若,则,⑤点,在抛物线上,且当时,;其中正确结论的个数为( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
11.如图,二次函数与轴交于点、,与轴交于点,其中.则下列结论:
①;②方程没有实数根;③; ④.
其中错误的个数有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
12.如图,已知抛物线与x轴的一个交点为,对称轴为直线.给出下列结论:
①;
②;
③;
④关于x的方程一定有两个不相等的实数根;
⑤.
其中结论正确的有( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
二、填空题
13.将二次函数的图象右平移2个单位长度.再向下平移3个单位长度,则平移后的函数解析式为 .
14.一部售价为5000元的手机,一年内连续两次降价,如果每次降价的百分率都是x,则两次降价后的价格y(元)与每次降价的百分率x之间的函数关系式是 .
15.抛物线的解析式为,则抛物线的顶点坐标是 .
16.若点在抛物线上,且,则的取值范围是 .
17.已知关于的一元二次方程的一个根是,且二次函数的对称轴是直线,则此方程的另一个根为 .
18.如图所示是二次函数的部分图象,该函数图象的对称轴是直线,图象与轴交点的纵坐标是.则下列结论:①;②方程一定有一个根在和之间;③方程一定有两个不相等的实数根;④.其中,正确结论是 .
三、解答题
19.已知二次函数.
(1)求它的图象的开口方向、对称轴及顶点坐标;
(2)当取什么范围时,随的增大而增大?
20.二次函数的图象经过点,且对称轴为直线.
(1)求这个二次函数的解析式.
(2)若一个点的坐标满足,我们将这样的点定义为“倍值点”.
①求这个函数“倍值点”的坐标;
②若是该二次函数图象上“倍值点”之间的点(包括端点),求的最大值与最小值的差.
21.如图,已知抛物线的图象与x轴交于点和,与y轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点M是抛物线的顶点,求出的面积;
(3)如图2.连接,点P是抛物线上的一动点,且满足,请直接写出点P坐标.
22.如图,已知抛物线与轴交于A、B两点,与轴交于C点,直线交抛物线于点D,并且,.
(1)求抛物线的解析式;
(2)已知点M为抛物线上一动点,且在第三象限,顺次连接点B、M、C、A,求四边形面积的最大值;
23.如图,已知抛物线,与轴交于,两点(点在点的左侧),与轴交于点,且,点.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)若抛物线的顶点为,抛物线的对称轴交直线于点,点为直线右侧抛物线上一点,点在直线上,是否存在以点,,,为顶点的四边形是平行四边形,若存在,求出点的坐标,若不存在,请说明理由.
试卷第1页,共3页
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参考答案
1.C
【分析】本题主要考查了二次函数的定义,一般地,形如(其中a、b、c是常数,且)的函数叫做二次函数,据此可得答案.
【详解】解:,,
由二次函数的定义可得,四个选项中,只有C选项中的函数是二次函数,
故选:C.
2.C
【分析】本题考查了求二次函数关系式,求出另一个正方形的边长为,再由正方形面积公式计算即可得解,求出另一个正方形的边长为是解此题的关键.
【详解】解:∵其中一个正方形的边长为,
∴其中一个正方形的周长为,
∴另一个正方形的周长为,
∴另一个正方形的边长为,
∵第一个正方形的面积为,第二个正方形的面积为,
∴面积之和为,
故选:C.
3.D
【分析】本题主要考查了的图象和性质.根据二次函数的顶点式,分析开口方向、对称轴、顶点坐标及是否经过原点,即可.
【详解】解:当时,,则图象经过,故A选项错误,不符合题意;
因为,则抛物线开口向下,故B选项错误,不符合题意;
C、对称轴是直线,故C选项错误,不符合题意;
D、顶点坐标为,即最高点是,故D选项正确,符合题意;
故选:D
4.D
【分析】本题考查二次函数的顶点坐标,二次函数的顶点式为,其中顶点坐标为 ,根据二次函数的顶点式形式,直接确定顶点坐标.
【详解】解:∵,
∴其图象的顶点坐标为,
故选:D
5.C
【分析】本题考查二次函数的增减性:当二次项系数时,在对称轴的左边,y随x的增大而减小,在对称轴的右边,y随x的增大而增大;时,在对称轴的左边,y随x的增大而增大,在对称轴的右边,y随x的增大而减小,根据得到抛物线的开口向下,根据图象上的点离对称轴越远,函数值越小,进行判断即可.
【详解】解:∵,对称轴为,
∴函数的图象开口向下,
∵关于对称轴的对称点为,且,
∴,
故选:C.
6.D
【分析】本题考查了二次函数图象的平移,先把一般式化为顶点式,再根据抛物线的平移规律:上加下减,左加右减解答即可.
【详解】解:依题意,
∵向右平移2个单位,再向上平移1个单位,
∴
故选:D.
7.A
【分析】此题考查求抛物线的对称轴,根据抛物线的一般式,利用对称轴公式直接求解.
【详解】解:抛物线的表达式为,其中,,
代入对称轴公式得:,
因此,抛物线的对称轴为直线,
故选A.
8.D
【分析】本题主要考查二次函数,理解表格信息,掌握待定系数法是关键.
通过观察表格中时,确定,函数式为,利用其他点的坐标建立方程组,解得,,从而对称轴为.
【详解】解:1. 确定的值:当时,,代入函数式得,故函数式为,
2. 建立方程组:
当时,①;
当时,②;
当时,③;
当时,④;
3. 解方程组:
得,,
得,,则,
得,,则,
∴,
整理得,,
解得,,
∴,,
4. 求对称轴:对称轴公式为,代入,,得,
∴二次函数图象的对称轴是直线,
故选:D.
9.A
【分析】根据对称轴是直线,可得,即,即可判断A;根据抛物线开口判断,然后根据对称轴判断,抛物线交y轴于正半轴,,可判断B;由图象知:当时,,可判断C;由图可知时,可判断D.
本题考查了二次函数的图象与系数的关系,理解题意,熟练掌握二次函数的图像和性质是解题关键.
【详解】解:∵抛物线开口向下,
∴;
∵抛物线的对称轴为直线,
∴,
∴,故选项A正确;
∵,
∴,
∵抛物线交y轴于正半轴得:;
∴,故选项B错误;
由图象知:当时,,
∴,
∴,故选项C错误;
由图可知,时,
∴,故选项D错误.
故选:A.
10.C
【分析】此题考查了二次函数的图象和性质,数形结合是解题的关键,利用开口方向和对称轴的位置即可判断①,利用对称轴和特殊点的函数值即可判断②由根与系数的关系可得出,由代入即可判断③,求出,进一步得到,又根据得到,即可判断④. ⑤当点和关于对称轴对称时,解得m,若点A和点B向左移动时结合对称轴左侧的递减性,以及即可得到m的取值范围.
【详解】解:①函数图象开口方向向上,
;
对称轴在轴右侧,
、异号,
,
∵抛物线与轴交点在轴负半轴,
,
,故①错误;
②二次函数的图象与轴交于点,与轴交于点,对称轴为直线,
时,,
,
,
,
,
∵,
,故②正确;
③设方程的两根为和,
∴,
,
∴,故③错误.
④,
∴根据抛物线与相应方程的根与系数的关系可得,
,
,
,
,
,
,
故④正确;
⑤点,在抛物线上,
当时,,解得,
∵,
∴,则⑤正确;
故选:C.
11.A
【分析】本题考查了二次函数图象的性质,掌握二次函数图象开口,对称轴直线,最值的计算方法是关键.
根据题意得到图象开口向上,对称轴直线为,,则,当时,代入计算可判定①;根据二次函数与直线的位置关系可判定②;根据题意得到,可判定③;根据函数最小值的大小可判定④;由此即可求解.
【详解】解:二次函数与轴交于点、,图象开口向上,
∴对称轴直线为,,
∴,
当时,,
∴,即,
∴,
∴,故①正确;
图象开口向上,对称轴直线为,
∴当时,函数有最小值,最小值轴的下方,
∴抛物线与直线两个不同的交点,
∴方程有两个不相等的实数根,故②错误;
∵二次函数与轴交于点,其中,
∴当,,
∴,
∵,
∴,
∴,
解得,,故③正确;
当时,函数有最小值,最小值为,,
∴,
∴,故④正确;
综上所述,正确的有①③④,错误的有②,
∴错误的有1个,
故选:A .
12.C
【分析】此题考查的是二次函数的图象与系数的关系.由抛物线的开口方向,对称轴,与坐标轴的交点坐标,结合点的坐标特点逐一分析判断即可.
【详解】解:∵抛物线开口向上,
∴,
∵抛物线与y轴交点在负半轴,
∴,
∵对称轴为,
∴,
∴,,故①②正确;
∵抛物线与x轴的一个交点为,
∴,
∵,
∴,
∴,故③正确,
∵函数与直线有两个交点.
∴关于的方程一定有两个不相等的实数根,故④正确;
∵,
∵,
∴,
∴,故⑤错误,
故选:C.
13.
【分析】本题考查函数图象的平移,根据平移规律“上加下减,左加右减”的原则进行解答.
【详解】解:的图象右平移2个单位长度,再向下平移3个单位长度,得到,
即.
故答案为:
14.
【分析】本题主要考查了二次函数的实际应用,根据两次降价后的价格等于原价乘以(每次降价的百分率),列出函数关系式,即可求解.
【详解】解:依题意,每次降价的百分率都是x,两次降价后的价格y(元)与每次降价的百分率x之间的函数关系式是.
故答案为:.
15.
【分析】本题考查二次函数的性质.根据顶点式,顶点坐标是即可得出答案.
【详解】解:∵,
∴抛物线的顶点坐标是,
故答案为:.
16.
【分析】本题考查了二次函数的图象与性质及不等式的求解,求出,,根据,得到,即,求解即可,掌握相关知识是解题的关键.
【详解】解:∵,
∴抛物线开口向上,对称轴为,顶点坐标为,如图:
∵点在抛物线上,
∴,,
∵,
∴,
∴,
解得:,
故答案为:.
17.
【分析】本题考查二次函数与一元二次方程的关系,以及抛物线的对称性,明确抛物线与x轴的两个交点关于对称轴对称是解题的关键.
根据抛物线的对称性,可知的图像与x轴的两个交点关于直线对称,两交点的横坐标即为方程的两根,根据对称性建立关系式即可求解.
【详解】解:设方程的另一根为,
∵二次函数的对称轴是直线,
∴,即,
解得,,
∴另一根为,
故答案为:.
18.①③
【分析】根据抛物线的对称轴是直线可判断结论①;根据抛物线与坐标轴的交点情况可判断结论②;根据二次函数与方程的关系可判断结论③;根据抛物线与轴的交点及当时的函数值可判断结论④.
【详解】解::∵抛物线的对称轴为直线,
∴,
∴,
∴,故结论①正确;
∵抛物线的对称轴为直线,与轴的一个交点在,之间,
∴该抛物线与轴的另一个交点在,之间,
∴方程一定有一个根在和之间,故结论②错误;
根据函数图象可得,抛物线与直线有两个交点,
∴方程一定有两个不相等的实数根,故结论③正确;
∵抛物线与轴的另一个交点在,之间,
∴,
∵二次函数的图象与轴交点的纵坐标是,
∴,
∴,
∴.故结论④错误.
故答案为:①③.
【点睛】本题考查图象法求一元二次方程的近似值,抛物线与轴的交点、二次函数图象与系数的关系以及二次函数与方程的关系,掌握二次函数的性质、二次函数图象与系数的关系是解题的关键.
19.(1)开口向下,对称轴为直线,顶点坐标
(2)
【分析】本题考查了二次函数的图象与性质,熟练掌握以上知识点是解答本题的关键.
(1)根据二次项系数可判断开口方向,再根据顶点式确定顶点坐标及对称轴即可;
(2)利用开口方向和对称轴即可解答.
【详解】(1)解:二次函数中,,
二次函数开口向下,
对称轴为直线,顶点坐标为;
(2)解:二次函数开口向下,
在对称轴的左侧随的增大而增大,
二次函数的对称轴为,
当时,随的增大而增大.
20.(1);
(2)①,;②
【分析】()利用待定系数法解答即可;
()①把代入()所得函数解析式,求出的值即可求解;②由①可得,再根据二次函数的性质求出的最大值与最小值,进而相减即可求解;
本题考查了待定系数法求二次函数解析式,二次函数的图象和性质,掌握二次函数的图象和性质是解题的关键.
【详解】(1)解:由题意得,,
解得,
∴二次函数的解析式解析式为;
(2)解:①把代入,得,
解得或,
∴或,
∴这个函数“倍值点”的坐标为,;
②由①可得,,
∵,
∴抛物线开口向上,对称轴为,
∴当时,有最小值为;当时,有最大值为,
即的最大值为,最小值为,
∴的最大值与最小值的差为.
21.(1)
(2)
(3)或
【分析】(1)将点和代入可得,再解方程组可得答案;
(2)如图,连接,记与轴的交点为,求解及的解析式,再求解的坐标,最后利用三角形的面积公式计算即可;
(3)如图,连接,取,连接交抛物线于,证明,,可得,即,求解直线为,再进一步解答即可;如图,关于直线对称的,证明,可得,同理可得:的解析式为:,记直线与抛物线的交点为,再进一步求解即可.
【详解】(1)解:将点和代入可得:
∴,解得,
∴.
(2)解:如图,连接,记与轴的交点为,
∵,
∴,
当时,,
∴,
设直线为,
∴,解得:,
∴直线为,
当时,解得,
∴,
∴.
(3)解:如图,连接,取,连接交抛物线于,
∵,,,
∴,,而,
∴,,
∴,
∴,即,
设直线为,
∴,解得:,
∴直线为,
∴,
解得:或,
∴,
如图,关于直线对称的,
∴,,,
∴,
∴,
同理可得:的解析式为:,记直线与抛物线的交点为,
∴,
∴,
解得:或,
∴,
综上:或.
【点睛】本题考查的是求解二次函数的解析式,二次函数与图形面积,二次函数与角度问题,本题难度较大,作出合适的辅助线是解本题的关键.
22.(1)
(2)四边形面积最大值等于9
【分析】本题考查了二次函数的图象与性质、一次函数的图象与性质、待定系数法、图形面积计算等重要知识点,涉及考点众多,有一定的难度.第(2)问面积最大值的问题,利用二次函数的最值解决.
(1)利用已知条件求出点的坐标,然后用待定系数法求出抛物线的解析式;
(2)首先求出四边形面积的表达式,然后利用二次函数的性质求出其最大值.
【详解】(1)解:如图,过点作轴于点,则,.
,
,
,
.
点、在抛物线上,
,解得,
抛物线的解析式为:.
(2)解:令,得,,
令,得或1,.
设点坐标为,,,
如图所示,过点作轴于点,则,,.
点在抛物线上,
,代入上式得:
,
当时,四边形面积有最大值,最大值为9.
23.(1)抛物线的函数表达式为;
(2)存在,点的坐标为或或.
【分析】()由,,,求出,,然后利用待定系数法即可求解;
()先求出直线解析式为,设,,则分当为边时,四边形为平行四边形时;当为边时,四边形为平行四边形时;当为对角线时,四边形为平行四边形时三种情况,然后根据中点坐标即可求解;
本题考查了二次函数和一次函数的性质,待定系数法求解析式,二次函数与平行四边形的关系,掌握知识点的应用是解题的关键.
【详解】(1)解:∵,
∴,
∵,
∴,
∴,,
∵抛物线,与轴交于,两点与轴交于点,
∴,解得:,
∴抛物线的函数表达式为;
(2)解:存在点,理由如下,
∵,,
∴设直线解析式为,
∴,解得:,
∴直线解析式为,
∵点在直线上,
∴设,
∵点为直线右侧抛物线上一点,
设,
由抛物线的函数表达式为,
∴,
∴当时,,
∴,
当为边时,四边形为平行四边形时,如图,
由中点坐标可得:,
解得:或(舍去),
∴点;
当为边时,四边形为平行四边形时,如图,
由中点坐标可得:,
解得:或(舍去),
∴点;
当为对角线时,四边形为平行四边形时,如图,
由中点坐标可得:,
解得:或(舍去),
∴点,此时与点重合;
综上可知:点的坐标为或或.
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