内容正文:
22.1.3 二次函数y=a(x-h)²+k的图象和性质同步教学讲义
(知识总结梳理+重难点题型精讲+变式训练巩固)
知识点01:二次函数 y=ax 2+k 的图象和性质
1.二次函数 y=ax2+k 的图象与二次函数 y=ax2 的图象的关系
它们的开口大小、方向相同,只是上、下位置不同,二次函数 y=ax2+k 的图象可由二次函数 y=ax2 的图象上下平移 |k|个单位得到 .
2. 二次函数 y=ax2+k的图象的画法
(1)描点法: 按“列表→描点→连线”的顺序作图;
(2)平 移 法: 将 二 次 函 数 y=ax2 的 图 象 向 上(k>0)或 向 下(k<0)平移 |k| 个单位长度,得到二次函数 y=ax2+k的图象 .
知识点02:二次函数 y=a(x + h)2+k 的图象和性质
知识点03:二次函数 y=a(x + h)2+k 与 y=ax2(a≠0) 的关系
二次函数 y = ax2 与 y = a(x±h)2±k 的关系
平移规律(设 h>0,k>0):
简记为:
上下平移,常数项上加下减; 左右平移,自变量左加右减. 二次项系数 a 不变.
题型1:二次函数y=ax 2+k的图象和性质
【例1】抛物线的顶点在( )
A.y轴上 B.x轴上 C.原点 D.第二象限
【练1】已知抛物线经过点,则与的大小关系是( )
A. B. C. D.无法确定
【练2】若,,则二次函数的图象大致是( )
A.B. C. D.
题型2:二次函数 y=a(x + h)2的图象和性质
【例1】在一次函数中,y随x的增大而减小,则二次函数的图像大致是( )
A. B. C. D.
【练1】二次函数的图象的对称轴是( )
A.y轴 B.直线 C.直线 D.直线
【练2】抛物线与抛物线的相同点是( )
A.开口方向相同 B.对称轴相同 C.形状大小都相同 D.顶点都在x轴上
题型3:二次函数 y=a(x + h)2+k 的图象和性质
【例1】抛物线的顶点坐标是( )
A. B. C. D.
【练1】若 、为二次函数的图象上的三点,则 的大小关系是( )
A. B. C. D.
【练2】关于抛物线,下列说法中错误的是( )
A.开口方向向上 B.对称轴是直线
C.顶点坐标为 D.当时,随的增大而减小
题型4:二次函数的平移问题
【例1】将抛物线先向左平移2个单位长度,再向下平移1个单位长度,得到的新抛物线的表达式为( )
A. B.
C. D.
【练1】已知抛物线先向左平移h个单位长度,再向下平移k个单位长度,得到的抛物线的解析式为,则h和k的值分别为( )
A.1,3 B.3, C.1, D.3,
【练2】将抛物线先向右平移a个单位长度,再向下平移4个单位长度,平移后的抛物线与抛物线重合,则a,b的值分别为( )
A., B.,
C., D.,
一、单选题
1.二次函数的图象的顶点坐标是( )
A. B. C. D.
2.抛物线的对称轴是( )
A.直线 B.直线 C.直线 D.直线
3.已知,,是抛物线上的点,则( )
A. B. C. D.
4.已知,,则y关于x的二次函数的图象可能是( )
A. B. C. D.
5.将抛物线向下平移2个单位,向左平移3个单位后得到的抛物线的解析式是( )
A. B.
C. D.
6.对于抛物线,下列说法正确的是( )
A.开口向下,顶点坐标 B.开口向上,顶点坐标
C.开口向下,顶点坐标 D.开口向上,顶点坐标
7.若将二次函数的图象先向右平移2个单位长度,再向上平移3个单位长度,则平移后的二次函数解析式为( )
A. B.
C. D.
8.下列关于二次函数 (为常数)的结论,①该函数的图象与函数 的图象形状相同;②该函数的图象一定经过点;③当时,随的增大而减小;④该函数的图象的顶点在函数 的图像上,其中正确的有 ( )个.
A.1 B.2 C.3 D.4
二、填空题
9.二次函数的最小值是 .
10.已知抛物线的顶点在轴上,当时,函数值的取值范围是 .
11.已知点都在二次函数的图像上,则的大小关系为 .
12.若抛物线经过和两点,则 .
13.抛物线的顶点的坐标为 .
14.将抛物线先向左平移1个单位长度,再向下平移2个单位长度后所得抛物线的解析式为 .
15.如果抛物线的开口向下,那么的取值范围是 .
16.已知点,都在二次函数的图象上.若,则m的取值范围为 .
三、解答题
17.写出下列抛物线的开口方向、对称轴和顶点:
(1); (2).
18.下列二次函数的图像是由二次函数的图像怎样平移得到的?
(1); (2).
19.已知函数.
(1)指出它的图像的开口方向、对称轴和顶点坐标以及函数的最大值或最小值.
(2)当x取何值时,y随x的增大而减小?
20.如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线经过点,与y轴交于点,直线与抛物线交于B,C两点.
(1)求抛物线的函数解析式.
(2)若是以为腰的等腰三角形,求点B的坐标.
21.已知抛物线的对称轴为直线,且过点.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)当时,该二次函数值y取得的最小值为,求a的值.
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22.1.3 二次函数y=a(x-h)²+k的图象和性质同步教学讲义
(知识总结梳理+重难点题型精讲+变式训练巩固)
知识点01:二次函数 y=ax 2+k 的图象和性质
1.二次函数 y=ax2+k 的图象与二次函数 y=ax2 的图象的关系
它们的开口大小、方向相同,只是上、下位置不同,二次函数 y=ax2+k 的图象可由二次函数 y=ax2 的图象上下平移 |k|个单位得到 .
2. 二次函数 y=ax2+k的图象的画法
(1)描点法: 按“列表→描点→连线”的顺序作图;
(2)平 移 法: 将 二 次 函 数 y=ax2 的 图 象 向 上(k>0)或 向 下(k<0)平移 |k| 个单位长度,得到二次函数 y=ax2+k的图象 .
知识点02:二次函数 y=a(x + h)2+k 的图象和性质
知识点03:二次函数 y=a(x + h)2+k 与 y=ax2(a≠0) 的关系
二次函数 y = ax2 与 y = a(x±h)2±k 的关系
平移规律(设 h>0,k>0):
简记为:
上下平移,常数项上加下减; 左右平移,自变量左加右减. 二次项系数 a 不变.
题型1:二次函数y=ax 2+k的图象和性质
【例1】抛物线的顶点在( )
A.y轴上 B.x轴上 C.原点 D.第二象限
【答案】A
【分析】本题考查二次函数的性质,解题关键是掌握二次函数图象的性质.根据抛物线的顶点式确定顶点坐标,进而判断其位置即可.
【详解】解:抛物线的顶点为,
顶点在轴上,
故选:A.
【练1】已知抛物线经过点,则与的大小关系是( )
A. B. C. D.无法确定
【答案】C
【分析】本题考查了比较二次函数值的大小;
分别求出和时的函数值,然后可得答案.
【详解】解:当时,,
当时,,
∴,
故选:C.
【练2】若,,则二次函数的图象大致是( )
A.B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查判断二次函数的图象.熟练掌握二次函数的图象与性质是解题的关键.
根据二次函数的性质,进行判断即可.
【详解】解:,
∵,,
∴抛物线的开口向上,与轴交于负半轴,
∵二次函数的对称轴为y轴,
∴二次函数的图象大致是:
.
故选:A.
题型2:二次函数 y=a(x + h)2的图象和性质
【例1】在一次函数中,y随x的增大而减小,则二次函数的图像大致是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题主要考查了一次函数图象的性质,二次函数图象的性质,
先根据一次函数图象的性质可知,可知抛物线的开口向下,再根据二次函数图象的性质可知其对称轴是,可得答案
【详解】解:∵一次函数中,y随着x的增大而减小,
∴,
∴抛物线的开口向下.
∵二次函数的对称轴是,
∴B符合题意.
故选:B
【练1】二次函数的图象的对称轴是( )
A.y轴 B.直线 C.直线 D.直线
【答案】D
【分析】本题主要考查二次函数的对称轴,掌握二次函数顶点式的对称轴为直线成为解题的关键.
根据二次函数顶点式的性质求解即可.
【详解】解:对于二次函数,其形式符合顶点式,其中,
所以,函数的对称轴为直线.
故选D.
【练2】抛物线与抛物线的相同点是( )
A.开口方向相同 B.对称轴相同 C.形状大小都相同 D.顶点都在x轴上
【答案】D
【分析】本题考查了二次函数的图像与性质,熟练掌握二次函数图像性质特点是解题的关键.
比较两个抛物线的开口方向、对称轴、形状大小及顶点位置,逐一判断选项.
【详解】解:先分别对这两个抛物线进行分析,再进行选项判断:
抛物线
开口方向:二次项系数,开口向上.
对称轴:由顶点式可知对称轴为直线.
顶点:顶点坐标为,位于轴上.
形状大小:由决定.
抛物线
开口方向:二次项系数,开口向下.
对称轴:由顶点式可知对称轴为直线.
顶点:顶点坐标为,位于轴上.
形状大小:由决定.
分别对选项进行判断.
A:开口方向相反,不同.
B:对称轴分别为和,不同.
C:分别为和,形状大小不同.
D:两顶点和均在轴上,相同.
故答案为:D.
题型3:二次函数 y=a(x + h)2+k 的图象和性质
【例1】抛物线的顶点坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题主要考查了二次函数的性质,掌握顶点式的顶点坐标为是解题的关键.
直接利用抛物线的顶点式特点确定顶点坐标即可.
【详解】解:抛物线的顶点坐标是.
故选:A.
【练1】若 、为二次函数的图象上的三点,则 的大小关系是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题主要考查了二次函数图象上点的坐标特征,根据“当开口方向向上时,离对称轴越远的点的纵坐标越大”即可作答.
【详解】解:∵抛物线解析式为,
∴抛物线开口向上,对称轴为直线,
∴当点离对称轴越远,对应点的纵坐标越大,
∵,,,
∴点C离对称轴最远,点A在对称轴上,
∴.
故选:D.
【练2】关于抛物线,下列说法中错误的是( )
A.开口方向向上 B.对称轴是直线
C.顶点坐标为 D.当时,随的增大而减小
【答案】D
【分析】本题主要考查了二次函数的图象与性质,依据题意,根据所给顶点式即可逐个判断进而得解,解题时要熟练掌握并能灵活运用是关键.
【详解】解:由题意,抛物线为,
抛物线开口向上,对称轴是直线,顶点为,当时,随的增大而增大,
故A、C、B正确,均不符合,D错误,符合题意.
故选:D.
题型4:二次函数的平移问题
【例1】将抛物线先向左平移2个单位长度,再向下平移1个单位长度,得到的新抛物线的表达式为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】本题主要考查了二次函数图象的平移问题,先把原抛物线解析式化为顶点式,再根据“上加下减,左加右减”的平移规律求解即可.
【详解】解:将抛物线先向左平移2个单位长度,再向下平移1个单位长度,得到的新抛物线的函数表达式为,即,
故选:A.
【练1】已知抛物线先向左平移h个单位长度,再向下平移k个单位长度,得到的抛物线的解析式为,则h和k的值分别为( )
A.1,3 B.3, C.1, D.3,
【答案】A
【分析】根据抛物线的平移规律,原抛物线顶点为,平移后的顶点为,通过比较顶点坐标的变化确定平移步骤.
【详解】解:由题可知,原抛物线解析式为,顶点坐标为.
平移后的抛物线解析式为,顶点坐标为.
观察可得:顶点横坐标从变为,
即向左平移了个单位,
∴;
顶点纵坐标从变为,
即向下平移了个单位,
∴;
综上,,.
故选:A.
【点睛】本题主要考查了二次函数图象与几何变换.关键是将抛物线的平移问题转化为顶点的平移,用顶点式表示抛物线解析式.
【练2】将抛物线先向右平移a个单位长度,再向下平移4个单位长度,平移后的抛物线与抛物线重合,则a,b的值分别为( )
A., B.,
C., D.,
【答案】A
【分析】本题主要考查了二次函数平移问题,根据平移后的抛物线的表达式为:,再根据平移后的抛物线与抛物线重合,得出,求出结果即可.
【详解】解:抛物线的表达式为,
平移后的抛物线的表达式为:
,
∵平移后的抛物线与抛物线重合,
∴,
解得.
故选:A.
一、单选题
1.二次函数的图象的顶点坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了顶点式顶点坐标为,根据顶点式的坐标特点写出顶点坐标即可,熟练掌握顶点式的性质是解题的关键.
【详解】解:的顶点坐标为,
故选:.
2.抛物线的对称轴是( )
A.直线 B.直线 C.直线 D.直线
【答案】B
【分析】本题考查了二次函数的性质,根据抛物线的对称轴的计算公式计算即可得解,熟练掌握二次函数的性质是解此题的关键.
【详解】解:∵抛物线,
∴抛物线的对称轴是直线,
故选:B.
3.已知,,是抛物线上的点,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题主要考查了二次函数图象上点的坐标特征,依据题意,由抛物线为,则抛物线开口向上,对称轴是直线,故抛物线上的点离对称轴越近函数值越小,结合,,是抛物线上的点,可得,,,,进而可以得解.
【详解】解:∵抛物线为,
∴抛物线开口向上,对称轴是直线,
∴抛物线上的点离对称轴越近函数值越小,
又∵,,是抛物线上的点,
∴,,,,
∴.
故选:C.
4.已知,,则y关于x的二次函数的图象可能是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查二次函数图象的判断,掌握其性质是解题的关键.根据,,得出,再根据二次函数图象与系数关系即可求解.
【详解】解:∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,,
∴,
∴,
∴的图象开口向上,与轴的交点在与之间,
观察四个选项,只有B项的图象符合条件.
故选:B.
5.将抛物线向下平移2个单位,向左平移3个单位后得到的抛物线的解析式是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了二次函数图象的平移,熟练掌握二次函数图象的平移法则是解此题的关键.
根据二次函数图象的平移法则:左加右减,上加下减,即可得出答案.
【详解】将抛物线向下平移2个单位,得,
再向左平移3个单位,得.
故选:B.
6.对于抛物线,下列说法正确的是( )
A.开口向下,顶点坐标 B.开口向上,顶点坐标
C.开口向下,顶点坐标 D.开口向上,顶点坐标
【答案】C
【分析】本题主要考查了二次函数的顶点式,二次函数的图象和性质,解题的关键是掌握二次函数的顶点式.
利用二次函数的顶点解析式进行判断顶点坐标和开口方向即可.
【详解】解:对于抛物线,,
∴开口向下,
顶点坐标为,
故选:C.
7.若将二次函数的图象先向右平移2个单位长度,再向上平移3个单位长度,则平移后的二次函数解析式为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】本题需要根据二次函数图象平移的规律,逐步分析函数图象平移后的解析式.本题主要考查了二次函数图象的平移规律,熟练掌握“左加右减,上加下减”的平移规律是解题的关键.
【详解】解:∵ 二次函数的图象向右平移个单位长度,根据“左加右减”的原则,
∴ 得到;
∵ 再将向上平移个单位长度,根据“上加下减”的原则,
∴ 平移后的二次函数解析式为.
故选:.
8.下列关于二次函数 (为常数)的结论,①该函数的图象与函数 的图象形状相同;②该函数的图象一定经过点;③当时,随的增大而减小;④该函数的图象的顶点在函数 的图像上,其中正确的有 ( )个.
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【分析】本题考查了二次函数的图象与性质等知识点,熟练掌握二次函数的图象与性质是解题关键.通过分析二次函数的开口方向、顶点坐标、对称轴及特定点代入,逐一验证各结论的正确性.
【详解】解:二次函数形状由二次项系数决定,原函数为,其二次项系数为,与的系数相同,故两函数图象形状相同,结论①正确;
对于,当时,即,该函数的图象一定经过点,结论②正确;
由二次函数的性质可知,当时,随的增大而增大;当时,随的增大而减小,结论③错误;
的顶点坐标为,对于二次函数,当时,,即该函数的图象的顶点在函数的图象上,结论④正确;
综上,正确结论为①②④,共3个,
故选:C.
二、填空题
9.二次函数的最小值是 .
【答案】
【分析】本题考查了二次函数的最值问题,根据二次函数顶点式解析式写出即可,掌握相关知识是解题的关键.
【详解】解:∵,
∴抛物线开口向上,有最小值,
∴当时,二次函数的最小值为,
故答案为:.
10.已知抛物线的顶点在轴上,当时,函数值的取值范围是 .
【答案】
【分析】先根据顶点在轴上求出的值,再分析抛物线的性质,结合给定的的取值范围,确定函数值的取值范围.本题主要考查了二次函数的性质,熟练掌握二次函数顶点坐标、对称轴、开口方向以及函数最值的求法是解题的关键.
【详解】解:抛物线的顶点坐标为.
∵顶点在轴上,轴上的点纵坐标为
∴,解得.
∴抛物线解析式为,其对称轴为,开口向上.
当时,有最小值;
当时,;
当时,.
∵在中,时最小为,时最大为
∴函数值的取值范围是.
故答案为:.
11.已知点都在二次函数的图像上,则的大小关系为 .
【答案】
【分析】本题考查比较二次函数的函数值大小,根据二次函数的增减性和对称性,进行判断即可.
【详解】解:∵,
∴抛物线的开口向上,对称轴为直线,
∴抛物线上的点离对称轴越远,函数值越大,
∵点都在二次函数的图像上,且,
∴;
故答案为:
12.若抛物线经过和两点,则 .
【答案】
【分析】本题主要考查了二次函数图象上点的坐标特征,解题时要熟练掌握并能灵活运用对称轴公式是关键.依据题意,由抛物线为,可得对称轴是直线,再结合抛物线经过和两点,则对称轴是直线,进而计算可以得解.
【详解】解:由题意,抛物线为,
对称轴是直线.
又抛物线经过和两点,
对称轴是直线.
.
故答案为:.
13.抛物线的顶点的坐标为 .
【答案】
【分析】本题考查二次函数的性质,根据二次函数的顶点坐标是求解即可.
【详解】解:抛物线的顶点坐标为,
故答案为:.
14.将抛物线先向左平移1个单位长度,再向下平移2个单位长度后所得抛物线的解析式为 .
【答案】
【分析】本题主要考查了二次函数的平移,根据二次函数的平移规律:“上加下减,左加右减”即可得出答案.
【详解】解:将抛物线先向左平移1个单位长度,再向下平移2个单位长度后得,
即.
故答案为:.
15.如果抛物线的开口向下,那么的取值范围是 .
【答案】
【分析】本题考查了二次函数图象和性质的基础题,知识点单一而且简单.本题考查了二次函数的开口方向,是由系数决定的.
【详解】解:抛物线的开口向下,
.
故答案为:.
16.已知点,都在二次函数的图象上.若,则m的取值范围为 .
【答案】
【分析】本题考查了二次函数图象上坐标点的特征,解题的关键是熟练掌握二次函数图象的性质.
根据题干条件可以得到关于两点横坐标的关系式,进行求解即可.
【详解】解:点,都在二次函数上,
,
即
解得
故答案为: .
三、解答题
17.写出下列抛物线的开口方向、对称轴和顶点:
(1);
(2).
【答案】(1)开口方向:向上;对称轴:直线;顶点:
(2)开口方向:向下;对称轴:直线;顶点:
【分析】本题考查了二次函数顶点式的性质,理解二次函数的性质是解题的关键.
(1)根据直接判断开口方向,根据顶点式直接写出对称轴和顶点坐标;
(2)根据直接判断开口方向,根据顶点式直接写出对称轴和顶点坐标.
【详解】(1)解:∵,
∴抛物线的开口向上,
,
抛物线的对称轴为:直线;顶点坐标是:;
(2)解:∵,
∴抛物线的开口向下,
抛物线对称轴为:直线;顶点坐标是:.
18.下列二次函数的图像是由二次函数的图像怎样平移得到的?
(1);
(2).
【答案】(1)向右平移3个单位长度
(2)向左平移1个单位长度
【分析】本题考查了二次函数图象与几何变换,平移的规律:左加右减,上加下减.
(1)根据“左加右减”可以得解;
(2)根据“左加右减”可以得解.
【详解】(1)解:的图像向右平移3个单位长度得到的图像;
(2)解:的图像向左平移1个单位长度得到的图像.
19.已知函数.
(1)指出它的图像的开口方向、对称轴和顶点坐标以及函数的最大值或最小值.
(2)当x取何值时,y随x的增大而减小?
【答案】(1)抛物线开口向下,对称轴是直线,顶点坐标为,当时,y有最大值2,无最小值
(2)当时,y随x的增大而减小
【分析】本题考查了二次函数的性质,根据顶点式可得抛物线的开口方向、对称轴和顶点坐标;根据,在对称轴右侧,y随x的增大而减少可得答案.
【详解】(1)解:在函数中,,
所以抛物线开口向下,对称轴是直线,顶点坐标为,
当时,y有最大值2,无最小值.
(2)当时,y随x的增大而减小.
20.如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线经过点,与y轴交于点,直线与抛物线交于B,C两点.
(1)求抛物线的函数解析式.
(2)若是以为腰的等腰三角形,求点B的坐标.
【答案】(1)
(2)点B的坐标为或或
【分析】本题考查了利用待定系数法求解函数解析式,以及二次函数与等腰三角形的综合应用.
用待定系数法将两点代入表达式,求出未知系数a,c的值.
设,考虑等腰三角形存在的两种可能情况,利用等腰三角形的性质两腰相等建立等式求解B点坐标.
【详解】(1)解:抛物线经过点,且与y轴交于点.
解得
∴抛物线的函数解析式为.
(2)解:设.
是以为腰的等腰三角形,∴分以下两种情况讨论:
①当时,点B和点P关于y轴对称.
;
②当时,,
,
整理,得,
解得.
当时,;
.
当时,.
.
综上所述,点B的坐标为或或.
21.已知抛物线的对称轴为直线,且过点.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)当时,该二次函数值y取得的最小值为,求a的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】本题考查了二次函数的性质,解题的关键是掌握用待定系数法求二次函数解析式的方法和步骤.
(1)根据对称轴得出,则,把代入求出k的值,即可得出抛物线解析式;
(2)根据二次函数的性质得出当时,y有最大值9,再求出当时,x的值, 结合当时,该二次函数值y取得的最小值为,即可解答.
【详解】(1)解:∵抛物线的对称轴为直线,
∴,
∴,
把代入得:,
解得:,
∴该抛物线的解析式为;
(2)解:∵,
∴当时,y有最大值9,
当时,,
解得:,
∵当时,该二次函数值y取得的最小值为,
∴.
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