内容正文:
2025学年人教版九年级数学大单元教学分层优化练
二次函数小结与复习(知识点梳理+考点精析+达标检测)(解析版)
知识点一.二次函数的定义
一般地,形如(a,b,c是常数,)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.
注意:
任何一个二次函数的解析式都可化为(a,b,c是常数,)的形式,因此,把(a,b,c是常数,)叫做二次函数的一般式.二次项系数a不能为0,而b,c可以为0.
二.二次函数的图象和性质
1.二次函数的图象叫做抛物线,抛物线是轴对称图形,抛物线与对称轴的交点叫做抛物线的顶点,顶点是抛物线的最低点或最高点.抛物线的对称轴是y轴,顶点是原点.
2.二次函数图象的作法:
①列表:一般取5个或7个点,作为顶点的原点是必取的,然后在y轴的两侧各取2个或3个点,注意对称取点;
②描点: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;
③连线: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.
注意:
①连线时按照自变量由小到大的顺序是为了体会函数的增减性;
②在画函数图象时,图象必须平滑,顶端不能画成尖形的,一般来说,选点越多,图象越精确,但也要具体问题具体分析;
③抛物线是向两方无限延伸的,左右两侧必须保持关于对称轴对称.
3.二次函数的图象和性质:
①开口方向:当时,开口向上;当时,开口向下.
②对称轴是y轴(或直线).
③顶点坐标是.
④增减性:当时,在对称轴的左侧(即当时),y随x的增大而减小;在对称轴的右侧(即当时),y随x的增大而增大.当时,在对称轴的左侧(即当时),y随x的增大而增大;在对称轴的右侧(即当时),y随x的增大而减小.
⑤最大(小)值:当时,抛物线有最低点,即当时,;当时,抛物线有最高点,即当时,.
4.a的作用:
①a的正负决定抛物线的开口方向和函数的最值;
②的大小决定抛物线的开口大小:越大,抛物线的开口越小.
5.抛物线和的关系:
①开口大小相同,方向相反;
②两抛物线关于x轴对称,关于原点中心对称.
三.二次函数(a,k是常数,)的图象和性质
二次函数的图象是一条抛物线,它的对称轴是y轴,顶点坐标是,它与的图象形状相同,只是位置不同.函数的图象是由抛物线向上(或下)平移个单位长度得到的.
二次函数与的图象之间的关系如下表所示:
向上平移个单位长度
向下平移个单位长度
当时,抛物线的开口向上,在对称轴的左边(时),抛物线自左向右下降,函数y随x的增大而减小;在对称轴的右边(时),抛物线自左向右上升,函数y随x的增大而增大.顶点是抛物线的最低点,在顶点处函数y取得最小值,即当时,.
当时,抛物线的开口向下,在对称轴的左边(时),抛物线自左向右上升,函数y随x的增大而增大;在对称轴的右边(时),抛物线自左向右下降,函数y随x的增大而减小.顶点是抛物线的最高点,在顶点处函数y取得最大值,即当时,.
四.二次函数(a,h是常数,)的图象和性质
二次函数的图象是一条抛物线,它的对称轴是平行于y轴或与y轴重合的直线,顶点坐标是,它与的图象形状相同,位置不同.函数的图象是由抛物线向右(或左)平移个单位长度得到的.
二次函数与的图象之间的关系如下表所示:
向左平移个单位长度
向右平移个单位长度
当时,抛物线的开口向上,在对称轴的左边(时),抛物线自左向右下降,函数y随x的增大而减小;在对称轴的右边(时),抛物线自左向右上升,函数y随x的增大而增大.顶点是抛物线的最低点,在顶点处函数y取得最小值,即当时,.
当时,抛物线的开口向下,在对称轴的左边(时),抛物线自左向右上升,函数y随x的增大而增大;在对称轴的右边(时),抛物线自左向右下降,函数y随x的增大而减小.顶点是抛物线的最高点,在顶点处函数y取得最大值,即当时,.
五.二次函数(a,h,k是常数,)的图象和性质
二次函数的图象是一条抛物线,它的对称轴是直线,顶点坐标为,是由抛物线向右(左)平移个单位长度,再向上(下)平移个单位长度得到的.
当时,抛物线的开口向上,在对称轴的左边(时),抛物线自左向右下降,函数y随x的增大而减小;在对称轴的右边(时),抛物线自左向右上升,函数y随x的增大而增大.顶点是抛物线的最低点,在顶点处函数y取得最小值,即当时,.
当时,抛物线的开口向下,在对称轴的左边(时),抛物线自左向右上升,函数y随x的增大而增大;在对称轴的右边(时),抛物线自左向右下降,函数y随x的增大而减小.顶点是抛物线的最高点,在顶点处函数y取得最大值,即当时,.
注意:由于从中可以直接看出抛物线的顶点坐标,所以通常把叫做二次函数的顶点式.
六.二次函数的图象和性质
1.抛物线的顶点坐标为,对称轴为直线.
当时,抛物线的开口向上,在对称轴的左边(时),抛物线自左向右下降,函数y随x的增大而减小;在对称轴的右边(时),抛物线自左向右上升,函数y随x的增大而增大.顶点是抛物线的最低点,在顶点处函数y取得最小值,即当时,.
当时,抛物线的开口向下,在对称轴的左边(时),抛物线自左向右上升,函数y随x的增大而增大;在对称轴的右边(时),抛物线自左向右下降,函数y随x的增大而减小.顶点是抛物线的最高点,在顶点处函数y取得最大值,即当时,.
2.二次函数的图象特征与a,b,c,的符号之间的关系:
字母的符号
图象的特征
a
开口向上
开口向下
b
对称轴为y轴
(a,b同号)
对称轴在y轴左侧
(a,b异号)
对称轴在y轴右侧
c
图象过原点
图象与y轴正半轴相交
图象与y轴负半轴相交
图象与x轴有唯一一个交点
图象与x轴有两个交点
图象与x轴没有交点
注意:二次函数的图象特征与a,b,c及的符号之间的关系是互逆的,即由字母的符号能确定图象的特征,反之,由图象的特征也能确定字母的符号.
七.用待定系数法求二次函数解析式
1.一般式
2.顶点式
3.交点式
利用待定系数法求二次函数的解析式,一般有以下几种情况:
①顶点在原点,可设为;
②对称轴是y轴(或顶点在y轴上),可设为;
③顶点在x轴上(或抛物线与x轴只有一个交点),可设为;
④抛物线过原点,可设为;
⑤已知顶点时,可设为顶点式;
⑥已知抛物线上三点坐标时,可设为一般式;
⑦已知抛物线与x轴两交点坐标为,时,可设为交点式.
八.二次函数与一元二次方程的关系
函数,当时,得到一元二次方程.那么一元二次方程的根就是二次函数的图象与x轴交点的横坐标,因此,二次函数的图象与x轴的交点情况决定一元二次方程根的情况.
①当二次函数的图象与x轴有两个交点时,,方程
有两个不相等的实数根;
②当二次函数的图象与x轴有且只有一个交点时,,方程
有两个相等的实数根;
③当二次函数的图象与x轴无交点时,,方程无实数根.
注意:求一元二次方程的根也就是求二次函数的值为0时,自变量x的值,即抛物线与x轴的交点的横坐标.
九.二次函数与一元二次不等式的关系
抛物线在x轴上方部分点的纵坐标为正,所对应的x的所有值就是不等式的解集;在x轴下方部分点的纵坐标为负,所对应的x的所有值就是不等式的解集.不等式中如果带有等号,其解集也相应带有等号.
十.实际问题与二次函数
利用二次函数解决实际问题,要建立数学模型,即把实际问题转化为二次函数问题,利用题中存在的公式、内含的规律等相等关系,建立函数关系式,再利用函数的图象及性质去研究问题.在研究实际问题时要注意自变量的取值范围应具有实际意义.
利用二次函数解决实际问题的一般步骤是:
(1)建立适当的平面直角坐标系;
(2)把实际问题中的一些数据与点的坐标联系起来;
(3)用待定系数法求出抛物线的关系式;
(4)利用二次函数的图象及其性质去分析问题、解决问题.
考点1 一个概念-----二次函数
例1.下列函数解析式中,一定为二次函数的是( )
A. B.
C. D.
答案:B
解析:A.不是二次函数,不合题意;
B.是二次函数,符合题意;
C.,当时,是二次函数,不合题意;
D.是一次函数,符合题意.
故选:B.
【变式1-1】.二次函数的一次项系数是( )
A. B.1 C.3 D.5
答案:A
解析:二次函数的一次项系数是
故选:A.
【变式1-2】.若关于x的函数的图象是抛物线,则a的值为( )
A. B. C.1 D.0
答案:A
解析:∵关于x的函数的图象是抛物线,
∴,,
∴.
故选A.
【变式1-3】.已知函数是关于x的二次函数,则m的值为____.
答案:3
解析:由题意得:
,
∴,
故答案为:3.
考点2 一个性质-----二次函数的性质
例2.二次函数,当且时,y的最小值为,最大值为,则的值为_____.
答案:4
解析:∵,
∴抛物线开口向下,对称轴为直线,且与对称轴的距离越大,函数值越小,
当时,,根据题意,当时,函数有最大值,当时,函数有最小值,
∴,,
解得或(舍去),
∴的值为4;
当时,根据题意,当时,函数有最大值,当时,函数有最小值,
∴,,
解得,,,
∴都不符合题意,舍去;
当时,当时,函数有最大值,当时,函数有最小值,
解得,,,,
∴都不符合题意,舍去;
当,时,根据题意,当时,函数有最大值,当时,函数有最小值,
∴,,
解得,,不符合题意,
故答案为:4.
【变式2-1】.二次函数的图象如图所示,对称轴是直线,下列结论:①;②;③;④(m为实数).其中结论正确的是__.(填序号)
答案:①③④
解析:∵抛物线的开口向上,
∴,
∵对称轴为直线,
∴,
∴,
∵抛物线与y轴的交点在负半轴上,
∴,
∴,
故①正确;
∵当时,,
结合抛物线的图象,得,
故②错误;
∵,
∵对称轴为
∴,
代入可得到,
③正确;
根据题意,得时,函数取得最小值,且为,
当时,函数值为,
由此得到,整理得,
故④正确.
故答案为:①③④.
【变式2-2】.一个二次函数,当时,函数的最小值为2,它的图象经过点,则这个二次函数的解析式为___________.
答案:
解析:当时,函数的最小值为2,抛物线的顶点坐标为.设抛物线的解析式为.把代入,得,解得,二次函数的解析式为.
8【变式2-3】.已知,,都是二次函数的图象上的点,当时,y随着x的增大而增大,则,,按从小到大的顺序排列是__________.(用“<”连接)
答案:
解析:,图象的对称轴是直线.当时,y随着x的增大而增大,.点关于直线的对称点是.,.故答案为.
考点3 两个关系
关系1 抛物线位置与各项系数的关系
例3-1.已知二次函数,其中,,则该函数的图象可能是( )
A. B. C. D.
答案:D
解析:对于二次函数,
令,则,
∴抛物线与y轴的交点坐标为
∵,
∴抛物线与y轴的交点应该在y轴的负半轴上,
∴可以排除A选项和C选项;
B选项和D选项中,抛物线的对称轴,
∵,
∴,
∴抛物线开口向下,可以排除B选项,
故选:D.
【变式3-1-1】.二次函数的图象如图所示,对称轴是直线.下列结论:①;②;③;④(m为实数).其中结论正确的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
答案:B
解析:①抛物线开口向下,.抛物线的对称轴在y轴右侧,.抛物线与y轴交于正半轴,,,①正确.②当时,,.对称轴为直线,.把代入,得,②错误.③当时,,,当时,,,,③正确.④抛物线的对称轴为直线,时,函数的最大值为,,即,④错误.故选B.
【变式3-1-2】.如图,抛物线与x轴交于点,顶点坐标,与y轴的交点在,之间(包含端点),则以下结论:①;②;③对于任意实数m,总成立;④关于x的方程有两个相等的实数根.其中结论正确的个数为( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
答案:C
解析:抛物线的开口向下,
,
抛物线顶点坐标为,
抛物线对称轴为直线,
,
,故①符合题意;
在抛物线上,
,
,
,
抛物线与y轴的交点在,之间(包含端点),
,
,
,故②符合题意;
顶点坐标,抛物线开口向下,
当时,y有最大值,最大值为n,
对于任意实数m,,
,
,故③符合题意;
顶点坐标,且抛物线开口向下,
直线与抛物线没有交点,
关于x的方程没有实数根,故④不符合题意.
故选:C.
【变式3-1-3】.已知抛物线(m为常数)与x轴的一个交点在3和4之间(不包含3和4),则下列结论错误的是( )
A.关于x的方程(m为常数)有两个不相等的实数根
B.
C.若点,,在该函数图象上,则
D.将该抛物线向左平移2个单位长度,再向下平移2个单位长度,所得抛物线的解析式为
答案:D
解析:,
抛物线开口向下,对称轴为直线.
抛物线与x轴的一个交点在3和4之间(不包含3和4),
抛物线与x轴的另一个交点在和之间(不包含和),
关于x的方程有两个不相等的实数根,故选项A正确;
抛物线开口向下,对称轴为直线,
抛物线与x轴的一个交点在3和4之间(不包含3和4),
解得,故选项B确;
抛物线开口向下,对称轴为直线,
点到对称轴的距离最大,点至到对称轴的距离最小,
,故选项C正确;
将该抛物线向左平移2个单位长度,再向下平移2个单位长度,
抛物线的解析式为,即,故选项D错误.
故选:D.
关系2 二次函数与一元二次方程的关系
例3-2.抛物线经过点,且对称轴为直线,其部分图象如图所示.对于此抛物线有如下四个结论:
①;
②;
③若,则时的函数值小于时的函数值;
④点一定在此抛物线上.
其中正确的结论是_________.(填序号)
答案:①②④
解析:由题图可得,,.对称轴为直线,,,,故①正确.抛物线经过点,根据抛物线的对称性可得抛物线与x轴的另一个交点坐标为,当时,y随x的增大而减小,当时,,,故②正确.抛物线开口向下,对称轴为直线,横坐标是的点的对称点的横坐标为.,,时的函数值大于时的函数值,时的函数值大于时的函数值,故③错误.,抛物线经过点,,即,.抛物线过点,点一定在此抛物线上,故④正确.故答案为①②④.
【变式3-2-1】.二次函数(a,b,c为常数,且)中的x与y的部分对应值如表:
x
0
1
3
y
3
5
3
解答下列问题:
(1)关于x的方程的根是___________;
(2)当时,x的取值范围是___________.
答案:(1)或3
(2)
解析:(1)由,得,结合表格可知抛物线与直线的交点为和,且直线与抛物线最多有两个交点,方程的根是或3.故答案为或3.
(2)根据表格可知抛物线的对称轴是直线,当时,函数值y随着x的增大而增大,抛物线开口向下.令,解得,可知当和时,.当时,.故答案为.
7【变式3-2-2】.二次函数的图象如图所示,根据图象解答下列问题:
(1)写出关于x的一元二次方程的两个根.
(2)写出关于x的不等式的解集.
(3)写出关于x的一元二次方程的根的情况.
答案:(1),
(2)
(3)
解析:(1)由图象可得的图象与x轴的交点坐标为,,
故关于x的方程的两个根为,.
(2)由图象可知,关于x的不等式的解集为.
(3)由图象可知,关于x的方程根的情况,可以看成抛物线向下平移2个单位后与x轴的交点情况.
将抛物线向下平移2个单位后所得抛物线与x轴只有一个交点,
所以关于x的方程有两个相等的实数根,即.
【变式3-2-3】.二次函数的图象如图所示,根据图象解答下列问题:
(1)方程的两个根为____.
(2)不等式的解集为_____.
(3)若y随x的增大而减小,则自变量x的取值范围为_______.
(4)若方程有两个不相等的实数根,则k的取值范围为_____.
答案:(1),;
(2)
(3)
(4)
解析:(1)二次函数的图象与x轴的两个交点分别为、,
方程的两个根为,,
故答案为:,;
(2)时,二次函数的值大于0,
不等式的解集为,
故答案为:;
(3)由函数图象可知,当时,y随x的增大而减小,
即y随x的增大而减小,则自变量x的取值范围为,
故答案为:;
(4)由函数图象可知,二次函数开口向下的顶点坐标为,
方程有两个不相等的实数根,
直线与二次函数有两个交点,
k的取值范围为,
故答案为:.
考点4 三个应用
例4.如图,小明想用长100米的一段围栏,在一段笔直且足够长的墙下围一块矩形的菜地,用墙作矩形的一边,围栏作矩形的另外三边.设围成矩形时所用墙的长为x米,对应矩形的面积为y平方米.
(1)求y和x的函数关系式,并指出x的取值范围;
(2)围成的矩形有没有最大面积?如果有,当x取何值时有最大面积,并求出最大面积.
答案:(1)
(2)当时矩形有最大面积,最大面积为1250平方米
解析:(1)围成矩形时所用墙的长为x米,则和墙相邻的边长为米,
,
由题意得,,
解得:,
和x的函数关系式为.
(2)由(1)得,,
,
当时y有最大值,最大值为1250,
当时矩形有最大面积,最大面积为1250平方米.
【变式4-1】.果农小艺欣喜地发现,北京市农科院林业果树研究所培育的草莓“白雪公主”每亩投入种植成本36000元,亩产量可达到,预计市场售价不低于60元/.小艺信心大增,在原有的50亩A试验田种植规模上再增加了50亩B试验田全部种植该草莓.收获时发现,由于土地肥力原因,B试验田的亩产量是A试验田亩产量的1.5倍.若同样收获该草莓所占用试验田B比A少1亩.小艺将A试验田采摘的该草莓和B试验田采摘的该草莓混合装箱出售.已知采摘及装箱的人工等成本平均为8元/.经市场调查发现,该草莓每箱售价是300元时,每天可以销售100箱;若每涨价5元,则每天少销售2箱.
(1)A、B两种试验田的亩产量分别是多少?
(2)若每箱的售价不超过400元,请求出定价多少元/箱时,每天可获得最大利润是多少元?
答案:(1)A试验田亩产量为,B试验田亩产量为
(2)定价350元/箱时,每天可获得最大利润是16000元
解析:(1)设A试验田亩产量为m,B试验田亩产量为.
由题意得:.
解得.
经检验,是方程的解.
A试验田亩产量为,B试验田亩产量为.
(2)平均每亩投入种植成本为36000元,
A试验田收获的草莓种植成本30元/,
B试验田收获的草莓种植成本20元/.
采摘及装箱的人工等成本平均为8元,
混合装箱后每箱草莓的成本为:.
设定价x元,每天利润为w元,则
.
,,
当时,w有最大利润,此时.
答:定价350元/箱时,每天可获得最大利润是16000元.
【变式4-2】.九年级上册第51页探究3:
如图是抛物线形拱桥,当拱顶离水面时,水面宽.水面下降,水面宽度增加多少?
解:设这条抛物线表示的二次函数为,由抛物线经过点可得,
,即,…
(1)请你完成剩余部分;
(2)赛龙舟是中国端午节的习俗之一,也是一项广受欢迎的民俗体育运动.某市计划进行一场划龙舟比赛,图1是比赛途中经过的一座拱桥,图2是该桥露出水面的主桥拱的示意图,可看作抛物线的一部分,已知水面的宽度为,拱桥最高点到水面的距离为9米,设桥拱上的点到水面的竖直高度y米,到点O的水平距离x米.
①以O为原点,建立如图所示的平面直角坐标系,求y与x的函数关系式;
②据调查,龙舟最高处距离水面,为保障安全,通过拱桥时龙舟最高处到桥拱的竖直距离.要设计通过拱桥的龙舟赛道方案,若每条龙舟赛道宽度为,求最多可设计多少条龙舟赛道.
答案:(1),见解析
(2)①;②最多可设计5条龙舟赛道
解析:(1)设这条抛物线表示的二次函数为,由抛物线经过点可得,
,
即,
∴抛物线表示的二次函数为,
当时,,
解得,
此时水面宽度为,
∴水面下降,水面宽度增加;
(2)①解:由题意可知,拱桥所在抛物线的顶点为,
可设拱桥所在抛物线的解析式为,
将代入得,,
解得,
∴拱桥所在抛物线的解析式为;
②当时,,
解得或,
∴可设计赛道的宽度为,
∵,
∴最多可设计5条龙舟赛道.
【变式4-3】.一次足球训练中,小明从球门正前方的A处射门,球射向球门的路线呈抛物线.当球飞行的水平距离为时,球达到最高点,此时球离地面.已知球门高为2.44m,现以O为原点建立如图所示直角坐标系.
(1)求抛物线的函数表达式,并通过计算判断球能否射进球门(忽略其他因素).
(2)对本次训练进行分析,若射门路线的形状、最大高度均保持不变,则当时他应该带球向正后方移动多少米射门,才能让足球经过点O正上方2.25m处?
答案:(1),球不能射进球门
(2)当时他应该带球向正后方移动1米射门
解析:由题意得:抛物线的顶点坐标为,
设抛物线解析式为,
把点代入,得,
解得,
∴抛物线的函数表达式为,
当时,,
∴球不能射进球门;
(2)设小明带球向正后方移动m米,则移动后的抛物线为,
把点代入得,
解得(舍去),,
∴当时他应该带球向正后方移动1米射门.
考点5 两个技巧
技巧1 巧用二次函数求几何最值
例5-1.如图,在中,,,,P点在上,从B点到C点运动(不包括C点),点P运动的速度为;Q点在上从C点运动到A点(不包括A点),速度为.若点P,Q分别从B、C同时运动,请解答下面的问题,并写出探索的主要过程:
(1)经过多少时间后,P,Q两点的距离最短,最短距离是多少?
(2)经过多少时间后,的面积最大,最大面积是多少?
答案:(1)经过秒后,P,Q两点的距离最短,最短距离是
(2)当时,的面积最大,最大面积是
解析:(1)设运动时间为t秒,
由题意得,,,
在中,,,,,
是直角三角形,即,
,
,
当时,有最小值,最小值为,
经过秒后,P,Q两点的距离最短,最短距离是
(2)设运动时间为t秒,则,,
,
,
,
,
当时,的面积最大,最大面积是.
【变式5-1-1】.如图,在矩形中,,,点P在线段上从点A向点B以的速度移动;同时,点Q在线段上从点B向点C以的速度移动,设P、Q两点运动时间为x(秒).其中任何一点运动到线段端点时停止运动.
(1)请用x表示出下列线段的长:______cm;_______cm;________cm;
(2)求的面积S关于时间x的函数解析式及x的取值范围.
(3)当x为何值时,的面积为?
答案:(1)x;;
(2)
(3)当或时,的面积为
解析:(1)设运动时间为x(秒),
则,,
又,
,
故答案为:x;;;
(2)由题意得,
即;
(3)当时,,
,
,
,,
答:当或时,的面积为.
【变式5-1-2】.根据以下素材,探索完成任务.
如何设计打印图纸方案?
素材1
如图1,正方形是一张用于打印产品的示意图,它由三个区块(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ)构成.已知,点E,F分别在和上,且,设.
素材2
为了打印精准,拟在图2中的边上设置一排间距为1cm的定位坐标(B为坐标原点),计算机可根据点E的定位坐标精准打印出图案.
问题解决
任务1
确定关系
用x的代数式表示:
区域Ⅰ的面积=______;区域Ⅱ的面积=______.
任务2
拟定方案
为了美观,拟将区域Ⅲ分割为甲、乙两个三角形区域,并要求区域乙是含边的三角形,求所有方案中乙的面积或者函数表达式.
任务3
优化设计
经调查发现当且x为整数时,此时称E点为合格定位点.当区域乙的面积最小时,合格定位点E点为最佳定位点,求出最佳定位点E的坐标.
答案:任务一:区块Ⅰ的面积:,区块Ⅱ的面积:
任务二:或
任务三:
解析:任务
,
区块Ⅰ的面积:.
,,
,
区块Ⅱ的面积:.
区块Ⅲ的面积:;
故答案为;.
任务2:①如图1若连接,
∵四边形是正方形,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴,
,
不可能为等腰三角形,
,
为等腰三角形,
∵区块Ⅲ的面积为:
.
②如图2,连接,
.
任务
,且开口向下,对称轴为直线,
当时,y随x的增大而增大,
∴当时,乙的面积有最小值,即为;
当时,则有,
∴乙的面积最小值即为25.5.
最佳定位点.
【变式5-1-3】.如图,四边形的对角线互相垂直,且,则四边形面积的最大值为______.
答案:
解析:设,四边形面积为S,则,
则:,
当时,;
所以时,四边形的面积最大,且为,
故答案为:.
技巧2 巧用二次函数设计方案
例5-2.某商场销售某种品牌的手机,每部进货价为2500元.市场调研表明:当销售价为2900元时,平均每天能售出8部;而当销售价每降低50元时,平均每天就能多售出4部.
(1)当售价为2800元时,这种手机平均每天的销售利润达到多少元?
(2)若设每部手机降低x元,每天的销售利润为y元,试写出y与x之间的函数关系式.
(3)商场要想获得最大利润,每部手机的售价应订为为多少元?此时的最大利润是多少元?
答案:(1)当售价为2800元时,这种手机平均每天的销售利润达到4800元
(2)
(3)每台彩电降价150元时,商场每天销售这种彩电的利润最大,最大利润是5000元
解析:(1)当售价为2800元时,销售价降低100元,平均每天就能售出16部.
所以:这种手机平均每天的销售利润为:(元);
(2)根据题意,得,
即;
(3)对于,
当时,
所以,每台彩电降价150元时,商场每天销售这种彩电的利润最大,最大利润是5000元.
【变式5-2-1】.某工厂计划投资生产A、B两种产品,根据市场调查与预测,产品A的利润(万元)与投资量x(万元)成正比例关系,如图①所示:产品B的利润(万元)与投资量x(万元)成顶点在原点的二次函数关系,如图②所示.
(1)请直接写出利润与关于投资量x的函数关系式_______,________;
(2)如果工厂以9万元资金投入生产A、B两种产品,要求A产品的投资金额不超过B产品的2倍,且不少于3万元,则如何投资该工厂能获得最大利润?最大利润是多少?
答案:(1);
(2)投资A产品3万元,投资B产品6万元时,该工厂能获得最大利润,最大利润是33万元
解析:设,
点在该函数的图象上,
,
,
,
设,
点在该函数图象上,
,
,
,
故答案为:,;
(2)解析:设投资A产品x万元,则投资B产品万元,
由题意可得:
,
解得:,
该工厂能获得的利润为:
,
∵对称轴为,当时,利润随着x的增大而减小,
当时,取得最大值,最大值是,
投资A产品3万元,则投资B产品6万元时,该工厂能获取最大利润,最大利润为33万元.
【变式5-2-2】.【课题学习】
学习主题:探究电流最值
课题背景:数学在电工电子中有着广泛的应用,可以帮助工程师进行电路设计和分析,控制系统设计,信号处理等工作,这些工作需要遵循物理学的规律,我们知道函数是描述变化规律的一种数学模型,欧潭数学探究小组受电流和电压间关系式的启发,以探究“探究电流最值”为主题展开项目式学习.
学习素材:
名称
内容
备注
素材1
用总长的篱笆围成一个矩形场地,矩形面积S随矩形一边长l的变化而变化.
课本例题
素材2
观察下列两个数的乘积,说明其中哪个积最大.
,,,,…,,
课本数学活动
素材3
串联电路的总电阻等于各串联电阻之和:
并联电路总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和;
电压一定的情况下,电流与电阻成反比关系.
物理学知识
研究步骤:
⑴.画出电路图.在如图1所示的电路中,,,滑动变阻器的最大电阻,其等效电路图如图2所示,其中.
⑵.根据电路图连结实验器材,图略.
⑶.闭合开关,在滑片从a端滑到b端的过程中,观察电流表的示数,记录相关数据.
解决问题:
(1)在素材1中,当________时,场地的面积S最大;
(2)推测素材2中哪个式子的积最大,并用函数知识说明理由;
(3)电流表A表示数是否存在最小值,若存在,求出电流表示数的最小值.若不存在请说明理由.
答案:(1)15
(2)和的积最大,理由见解析
(3)存在,,最小值为
解析:(1)根据题意,矩形一边长l,则另一边长为,
所以,,
所以,当,场地的面积S最大,最大为225平方米;
故答案为:15;
(2)和的积最大,理由如下:
设其中一个因数为x,则另一个因数为,
则(,且为正整数),
对称轴为,因为x是正整数,且,
所以x取50或51时,y最大为2550;
(3)设,则,,设总电流为I,
则,
由分式的性质可知,若分子为不变的正数,则分母最大时,分式最小,
设,
,则抛物线W开口向下,且,
当时,W取最大值为25,
此时I取最小值为,两支路电阻分别为和,两支路电阻相等,
当两支路的电阻相等时,电流表示数最小,最小值为.
【变式5-2-3】.(项目学习)学科实践
问题情境:
如图,某杂技团进行杂技表演,一名演员从跷跷板右端A处恰好弹跳到人梯顶端椅子B处,其身体(看成一点)的路线是抛物线的一部分,跳起的演员距点A所在铅垂线的水平距离为时,身体离地面最高,已知,人梯到起跳点A的水平距离为.
小试牛刀:
任务一:(1)请以点O为坐标原点建立恰当的平面直角坐标系,并求出抛物线对应的二次函数表达式.
任务二:(2)求人梯的高.
攻坚克难:
任务三:(3)在演员起跳的过程中,当他距离地面的高度不低于时,观众能获得最佳观赏体验,但演员刚起跳时现场突发状况,风力突然增大,使得演员高度瞬间下降.求在这种情况下观众能获得最佳观赏体验时,演员所在位置的水平距离范围.
答案:(1)建立平面直角坐标系见解析,;
(2);
(3)与之间
解析:(1)以线段所在的直线为x轴,线段所在的直线为y轴,
建立平面直角坐标系,如图所示:
,
点A的坐标为.
跳起的演员距点A所在铅垂线的水平距离为时,
身体离地面最高,
抛物线顶点为.
设抛物线对应的二次函数表达式为.
点在抛物线上,
,
解得.
抛物线对应的二次函数表达式为
;
(2)人梯到起跳点A的水平距离为,
点B的横坐标为4.
把代入中,得.
人梯的高为;
(3)由于演员刚起跳时风力突然增大,使得演员高度瞬间下降,
则此时高度变为.
当时,,
解得,.
,,
观众能获得最佳观赏体验时,演员所在位置的水平距离范围是距离起跳点所在铅垂线与之间.
考点6 两种思想
思想1 数形结合思想
例6-1.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y轴交点的纵坐标是2.则下列结论:①;②方程一定有两个不相等的实数根:③当时,;④;⑤抛物线上有两点,,若,则.其中正确结论的个数有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
答案:C
解析:∵二次函数的对称轴为,
即,
∴,
∴,故①结论正确;
∵,
∴,
整理得,
则,
∵抛物线开口向下,
∴,
故,,
∴,
故方程一定有两个不相等的实数根,②结论正确;
∵,,
故抛物线的解析式为,
当时,,
当时,,
∵,
∴,
∵抛物线的对称轴是,故抛物线的最大值为;
当时,,
故当时,;即③结论正确;
根据图象可得:抛物线与x轴的一个交点在2和3之间,抛物线的对称轴为,
故抛物线与x轴的另一个交点在-1和0之间,
当时,,
∵,,
∴,
∴,故④结论错误;
∵抛物线的对称轴为,
故点关于对称轴的对称点坐标为,
∵抛物线的开口向下,
故抛物线在对称轴的左侧,y随x的增大而增大,抛物线在对称轴的右侧,y随x的增大而减小,
若,
则或,故⑤结论错误;
综上,结论正确的有①②③,有3个.
故选:C.
【变式6-1-1】.关于x的二次函数的图像可能是( )
A. B.
C. D.
答案:C
解析:对于函数,
当时,可得,
∵,
∴,即该函数图像与y轴交于正半轴,
∵,
∴该函数图像的顶点坐标为,
又∵,
∴该函数图像的开口向上,顶点坐标在第四象限,
∴选项A、B、D不符合题意,选项C符合题意.
故选:C.
【变式6-1-2】.(1)综合与实践数学活动课上,张老师给出了一个问题:已知二次函数,当时,y的取值范围为 ;
①小伟同学经过分析后,将原二次函数配方成形式,确定抛物线对称轴为直线,通过-2、h和2的大小关系,分别确定了最大值和最小值,进而求出y的取值范围;
②小军同学画出如图的函数图象,通过观察图象确定了y的取值范围;请你根据上述两名同学的分析写出y的取值范围是 ;
(2)张老师发现两名同学分别从“数”和“形”的角度分析、解决问题,为了让同学们更好感悟“数形结合”思想,张老师将前面问题变式为下面问题,请你解答:已知二次函数,当时,求y的取值范围;
(3)已知二次函数,当时,二次函数的最大值为,最小值为,若,求a的值.
答案:(1);
(2);
(3)或
解析:(1)∵,
∴抛物线对称轴为直线,
结合图象可知,当时,y有最小值;
当时,y有最大值;
∴y的取值范围为:
故答案为:
(2)∵,
∴抛物线对称轴为直线,
图象如图所示:
结合图象可知,当时,y有最小值;
当时,y有最大值;
∴y的取值范围为:
(3)∵,
∴抛物线对称轴为直线,
①若,即:时:
结合图象可知,当时,y有最小值,
∴;
当时,y有最大值,
∴;
∴
解得:(舍去)
②若时:
结合图象可知,当时,y有最小值,
∴;
当时,y有最大值,
∴;
∴
解得:(舍去)
③若时:
(i)时:
结合图象可知,当时,y有最小值,
∴;
当时,y有最大值,
∴;
∴
解得:(舍去)
(ii)时:
结合图象可知,当时,y有最小值,
∴;
当时,y有最大值,
∴;
∴
解得:(舍去)
综上所述,或
【变式6-1-3】.已知二次函数的图象经过,,顶点为D.
(1)用待定系数法求抛物线的解析式;
(2)求出顶点D的坐标,并补全函数图象,标明顶点D以及点A,B关于对称轴的对称点E,F;
(3)若一动点在抛物线上,,则t的取值范围是_____.
答案:(1)
(2),图见解析
(3)
解析:把,的坐标分别代入,得,
解得,
抛物线的解析式为;
(2)解析:
顶点D的坐标,
点A,B关于对称轴的对称点E,F的坐标分别为,,
补全函数图象如下:
(3)解析:点在抛物线上,
,
,
或,
解得或,
当时,,
当时,,
时,t的取值范围是,
故答案为:.
思想2 分类讨论思想
例6-2.关于x的二次函数,当时,函数有最小值4,则h的值为( )
A.0或2 B.2或4 C.0或4 D.0或2或4
答案:C
解析:二次函数,其中,
∴当时,y随x的增大而减小,当时,y随x的增大而增大,
①当时,时,函数有最小值,即,
解得:或(舍去);
②当时,时,函数有最小值,即,
解得:或(舍去);
∴或4,
故选:C.
【变式6-2-1】.设抛物线过,C三点,其中点C在直线上,且点C到抛物线的对称轴的距离等于,则该抛物线对应的函数表达式为____________.
答案:或
解析:由题意,得抛物线的对称轴为直线或.当对称轴为直线时,设抛物线对应的函数表达式为,把点的坐标分别代入,得解得此时抛物线对应的函数表达式为;当对称轴为直线时,设抛物线对应的函数表达式为,把点的坐标分别代入,得解得此时抛物线对应的函数表达式为.
【变式6-2-2】.设抛物线过三点,其中点C在直线上,且点C到抛物线的对称轴的距离等于1,则抛物线的解析式为 .
答案:或
解析:点C在直线上,且点C到抛物线的对称轴的距离等于1,
对称轴为或
①对称轴为直线时,设解析式为
将代入解析式
得,解得
;
②对称轴为直线时,设解析式为
将代入解析式
得,解得
综上,该函数解析式为或.
【变式6-2-3】.有一个二次函数的图象,甲、乙、丙三位同学分别说出了它的特点:
甲:对称轴是直线;
乙:与轴两个交点的横坐标都是整数;
丙:与轴交点的纵坐标也是整数,且以这三个交点为顶点的三角形的面积为;
请你写出满足上述全部特点的一个二次函数表达式: .
答案: (答案不唯一)
解析:对称轴是直线,则一次项系数与二次项系数的比是,故可设这个二次函数的表达式是.因为与轴交点的纵坐标也是整数,所以是整数.因为的图象与轴的两个交点的横坐标都是整数,所以方程有两个整数解,设两个整数解为和,则,则∵以这三个交点为顶点的三角形的面积为,∴则这个二次函数的表达式是 (答案不唯一).
一、单选题(每小题3分,共24分)
1.将二次函数化为一般形式后,正确的是( )
A. B.
C. D.
答案:D
解析:,
故选:D.
2.当函数是二次函数时,a的取值为( )
A. B. C. D.
答案:D
解析:由函数是二次函数,
则,
,
故选:D.
3.如果抛物线 的开口向上,那么m的取值范围是( )
A. B. C. D.
答案:A
解析:因为抛物线的开口向上,
所以,即,
故m的取值范围是,
故选A.
4.在同一平面直角坐标系中,二次函数与一次函数的图象大致是( )
A. B. C. D.
答案:B
解析:解法一:当时,函数的图象开口向上,函数的图象经过第一、第二、第三象限,所以A、D错误,B正确;
当时,函数的图象开口向下,函数的图象经过第二、第三、第四象限,所以C错误.
解法二:A项,由一次函数的增减性,知,由一次函数图象与y轴的交点,知,故A不符合题意;
B项,由二次函数的图象,知,由一次函数的图象,知,故B符合题意;
C项,由二次函数的图象,知,由一次函数的图象,知,故C不符合题意;
D项,由二次函数的图象,知,由一次函数的图象,知,故D不符合题意.
故选:B.
5.已知点,,都在二次函数的图象上,则a,b,c的大小关系是( )
A. B.
C. D.
答案:A
解析:∵,对称轴为y轴,图象开口向上,
当时,y随x的增大而增大,关于y轴的对称点为,
∵点,,都在二次函数的图象上,,
∴.
故选:A.
6.二次函数的图象与轴有交点,则的取值范围是( )
A.
B. 且
C.
D. 且
答案:D
解析:利用有实数根,根据判别式可求出取值范围.
∵二次函数的图象与轴有交点,
∴方程有实数根,
即,,由于是二次函数,故,则的取值范围是且.
故选D.
考点: 抛物线与轴的交点.
7.一名男生推铅球,铅球行进高度y(单位:m)与水平距离x(单位:m)之间的关系是.有下列结论:
①这名男生铅球推出的水平距离为;
②铅球到达最高点时的高度为;
③当铅球的高度为,推出的水平距离为或.
其中,正确结论的个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
答案:B
解析:将代入,
得,解得,,
这名男生铅球推出的水平距离为,
故①正确,符合题意;
,
铅球到达最高点时的高度为,
故②错误,不符合题意;
当时,,
解得,,
故③错误,不符合题意;
故选:B.
8.二次函数的部分图象如图所示,则一元二次方程的解为( )
A.
B. ,
C. ,
D. ,
答案:D
解析:二次函数的图象与轴交于点,对称轴是.由抛物线的对称性可得图象与轴的另一个交点坐标为.由二次函数与一元二次方程的关系可得方程的解为,.故选D.
二、填空题(每小题4分,共20分)
9.若关于x的二次函数的图像开口向上,则a的取值范围是______.
答案:
解析:关于x的二次函数的图像开口向上,
,
,
故答案为:.
10.(a,b,c是常数,且)的图象如图所示,则__________0.(填“>”“=”或“<”)
答案:<
解析:抛物线开口向下,.抛物线与y轴交于负半轴,.对称轴在y轴左侧,,,,故答案为<.
11.在“弘扬科学家精神,共筑科技强国梦”为主题的物地学科节中,格格同学设计制作了“火箭”升空实验装置,已知该“火箭”的升空高度h(米)与飞行时间t(秒)满足函数表达式,则“火箭”升空的最大高度为______米.
答案:37
解析:二次函数,
抛物线开口向下,函数有最大值,
当时,米,
故答案为:37.
12.如图,已知抛物线和线段MN,点M和点N的坐标分别为,,将抛物线向上平移个单位长度后与线段MN仅有一个交点,则k的取值范围是__________.
答案:或
解析:,该抛物线的对称轴为直线.将抛物线向上平移个单位长度后抛物线解析式为.当抛物线顶点恰好平移到线段MN上时,,解得;当抛物线经过点时,,解得,此时关于对称轴对称的点在线段MN上,不符合题意;当抛物线经过点时,,解得,此时关于对称轴对称的点的不在线段MN上,符合题意.结合图象可知,平移后的抛物线与线段MN仅有一个交点时,或.故答案为或.
13.如图是抛物线的部分图象,图象过点,对称轴为直线,有下列四个结论:①;②;③y的最大值为3;④方程有实数根.其中正确的为______(将所有正确结论的序号都填入).
答案:②④
解析:∵抛物线的开口向下,与y轴的交点在y轴的正半轴,
∴,,
∵抛物线的对称轴为直线,
∴,即
∴,故①错误;
∵抛物线与x轴的一个交点坐标为,
∴根据对称性,与x轴的另一个交点坐标为,
∴,故②正确;
根据图象,y是有最大值,但不一定是3,故③错误;
由得,
根据图象,抛物线与直线有交点,
∴有实数根,故④正确,
综上,正确的为②④,
故答案为:②④.
三、解答题(每小题8分,共56分)
14.用描点法画出二次函数的图像,列表如下:
x
…
0
1
2
3
4
…
y
…
15
m
n
5
…
(1)填空:表中________,________;
(2)在如图所示的平面直角坐标系中画出这个二次函数的图象.
答案:(1)5;
(2)图见解析
解析:(1)根据题意,得,故当时,
当时,
故答案为:5;.
(2)画出这个二次函数的图象如下:
15.如图,已知抛物线过点A与,与y轴交于点.点D在抛物线上,且与点C关于对称轴l对称.
(1)求该抛物线的函数关系式和对称轴;
(2)求的面积.
答案:(1)函数表达式为,抛物线的对称轴l为
(2)1
解析:(1)抛物线过点,,
将,代入,得,
解得,
则该抛物线的函数表达式为,
,
即抛物线的对称轴l为;
(2)点D与点C关于对称轴l对称,点,
点D的坐标为,
,且轴.
.
16.在平面直角坐标系中,抛物线的表达式为.
(1)当时,求y的值.
(2)将抛物线向左平移2个单位后,恰经过点,求b的值.
答案:(1)0
(2)0
解析:(1)当时,;
即y的值为0;
(2)∵将抛物线向左平移2个单位后,恰经过点
∴原抛物线经过,
把代入解析式可得:,
∴.
17.已知二次函数(c为常数).
(1)若该二次函数的图象与x轴有两个公共点,求c的取值范围;
(2)若该二次函数的图象与x轴的一个交点坐标为,求一元二次方程的解:
(3)在自变量x的值满足的情况下,与其对应的函数值y的最小值为,求c值.
答案:(1)
(2),
(3)
解析:(1)由题意得:
,
解得:;
(2)把点代入二次函数得:,
,
一元二次方程为,
解得:,;
(3)由可知:开口向下,对称轴为直线,
,且,
当时,函数取得最大值,当时,函数有最小值,
,
.
18.赛龙舟是中国端午节的习俗之一,也是一项广受欢迎的民俗体育运动.某地计划进行一场划龙舟比赛,图1是比赛途中经过的一座拱桥,图2是该桥露出水面的主桥拱的示意图,可看作抛物线的一部分,建立如图所示的平面直角坐标系,桥拱上的点到水面的竖直高度y(单位:m)与到点O的水平距离x(单位:m)近似满足函数关系,据调查,龙舟最高处距离水面,为保障安全,通过拱桥时龙舟最高处到桥拱的竖直距离至少.
(1)水面的宽度_______m;
(2)要设计通过拱桥的龙舟赛道方案,若每条龙舟赛道宽度为,求最多可设计龙舟赛道的数量.
答案:(1)60
(2)4条.
解析:(1)令,则,
,解得或,
,,
故答案为:60;
(2)令,得,
解得,.
可设计赛道的宽度为,
每条龙舟赛道宽度为,
最多可设计赛道4条.
19.某广场建了一座圆形音乐喷水池,在池中心竖直安装一根水管,安装在水管顶端A处的圆形喷头向四周喷水,且各个方向喷出的抛物线形水柱形状相同.如图1,以池中心O点为坐标原点,水平方向为x轴,所在的直线为y轴,建立平面直角坐标系.x轴上的点C,D为水柱的落水点,若落地直径,使喷出的抛物线形水柱在与池中心O的水平距离为时达到最大高度,最大高度为.
(1)求图1中右边抛物线的解析式;
(2)圆形水池的直径为,喷水造型会随着音乐节奏起伏而变化,从而产生一组不同的抛物线(如图2),若右侧抛物线顶点始终在直线上,当喷出的抛物线水柱最大高度为时,水柱会喷到圆形水池之外吗?请说明理由.
答案:(1)
(2)水柱会喷到圆形水池之外,理由见解析
解析:(1),
,
,
喷出的抛物线形水柱在与池中心的水平距离为处达到最高.
顶点坐标为,
设右侧抛物线的解析式为:,
把代入得到,,
解得,
图1中右边抛物线的解析式为;
(2)水柱会落在圆形水池外,理由如下:
当时,,
点A的坐标为,
把代入
,
,
当右侧喷出的抛物线最大高度为时,
设抛物线的解析式为:,
又上述抛物线过点,则
则,
,
当时,,
,
,(舍去),
20.请仔细阅读下面的材料,并完成相应的任务.
利用图象法解一元二次方程
数学活动课上,王老师提出这样一个问题:我们曾经利用一次函数的图象解一元一
次方程,类比前面的学习经验,我们能否利用二次函数的图象解一元二次方程呢?
例如,解方程:.
王老师倡导同学们以小组为单位进行合作探究,同学们经过几分钟热烈的讨论交流,
智慧小组率先展示了他们的方法:将方程进一步变形为,如图1,画出二次函数的图象,发现抛物线与x轴的相交于和两点,当或时,此时,所以,即,所以此方程的解为,.
善思小组受智慧小组的启发,展示了他们的方法:画出二次函数的图象和直线.如图2所示,它们相交于和两点,当或时,此时,即,所以此方程的解为,.
任务:
(1)利用图象法解上述材料中的方程,下列叙述错误的是( )
A.利用图象法解方程体现了数形结合思想
B.画出抛物线和直线,观察图象交点的横坐标,也可得出该方程的根
C.画出抛物线和直线,观察图象交点的横坐标,也可得出该方程的根
D.画出抛物线和直线,观察图象交点的横坐标,也可得出该方程的根
(2)请你利用图象法解方程,把函数图象画在图3的平面直角坐标系中,并写出解方程的分析过程.
(3)若方程无实数根,从图形的角度看就是抛物线与直线_____无交点,此时a的取值范围是_____;
(4)拓展迁移:方程的根的情况是_____.
答案:(1)C
(2)图见解析,分析过程详见解析
(3);
(4)有两个不相等的实数根.
解析:(1)A选项,图象法是画出函数图象,通过交点的情况研究方程的解的情况,满足数形结合思想,因此A正确;
B选项,联立抛物线和直线,可得方程,整理得,符合题目的方程,因此B正确;
C选项,联立抛物线和直线,可得方程,整理得,不符合题目的方程,因此C错误;
D选项,联立抛物线和直线,可得方程,整理得,符合题目得方程,因此D正确;
故答案为:C;
(2)将方程变形为,如图,画出二次函数的图象,发现抛物线与x轴交于和两点,则当或时,,
所以,即,
所以方程的解是,;
(3)如图,画出二次函数的图象,
通过图象可得若方程无实数根,得抛物线与直线无交点,由图象可知直线与抛物线有一个交点,得若方程无实数根,即直线在直线的下方,此时a的范围是;
故答案为:;;
(4)当时,,当时,,
则,
即当时,,当,时,,
如图,画出和得图象,
由图象可得和有两个交点,
即有两个不相等的实数根.
故答案为:有两个不相等的实数根.
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2025学年人教版九年级数学大单元教学分层优化练
二次函数小结与复习(知识点梳理+考点精析+达标检测
知识点一.二次函数的定义
一般地,形如(a,b,c是常数,)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.
注意:
任何一个二次函数的解析式都可化为(a,b,c是常数,)的形式,因此,把(a,b,c是常数,)叫做二次函数的一般式.二次项系数a不能为0,而b,c可以为0.
二.二次函数的图象和性质
1.二次函数的图象叫做抛物线,抛物线是轴对称图形,抛物线与对称轴的交点叫做抛物线的顶点,顶点是抛物线的最低点或最高点.抛物线的对称轴是y轴,顶点是原点.
2.二次函数图象的作法:
①列表:一般取5个或7个点,作为顶点的原点是必取的,然后在y轴的两侧各取2个或3个点,注意对称取点;
②描点: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;
③连线: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.
注意:
①连线时按照自变量由小到大的顺序是为了体会函数的增减性;
②在画函数图象时,图象必须平滑,顶端不能画成尖形的,一般来说,选点越多,图象越精确,但也要具体问题具体分析;
③抛物线是向两方无限延伸的,左右两侧必须保持关于对称轴对称.
3.二次函数的图象和性质:
①开口方向:当时,开口向上;当时,开口向下.
②对称轴是y轴(或直线).
③顶点坐标是.
④增减性:当时,在对称轴的左侧(即当时),y随x的增大而减小;在对称轴的右侧(即当时),y随x的增大而增大.当时,在对称轴的左侧(即当时),y随x的增大而增大;在对称轴的右侧(即当时),y随x的增大而减小.
⑤最大(小)值:当时,抛物线有最低点,即当时,;当时,抛物线有最高点,即当时,.
4.a的作用:
①a的正负决定抛物线的开口方向和函数的最值;
②的大小决定抛物线的开口大小:越大,抛物线的开口越小.
5.抛物线和的关系:
①开口大小相同,方向相反;
②两抛物线关于x轴对称,关于原点中心对称.
三.二次函数(a,k是常数,)的图象和性质
二次函数的图象是一条抛物线,它的对称轴是y轴,顶点坐标是,它与的图象形状相同,只是位置不同.函数的图象是由抛物线向上(或下)平移个单位长度得到的.
二次函数与的图象之间的关系如下表所示:
向上平移个单位长度
向下平移个单位长度
当时,抛物线的开口向上,在对称轴的左边(时),抛物线自左向右下降,函数y随x的增大而减小;在对称轴的右边(时),抛物线自左向右上升,函数y随x的增大而增大.顶点是抛物线的最低点,在顶点处函数y取得最小值,即当时,.
当时,抛物线的开口向下,在对称轴的左边(时),抛物线自左向右上升,函数y随x的增大而增大;在对称轴的右边(时),抛物线自左向右下降,函数y随x的增大而减小.顶点是抛物线的最高点,在顶点处函数y取得最大值,即当时,.
四.二次函数(a,h是常数,)的图象和性质
二次函数的图象是一条抛物线,它的对称轴是平行于y轴或与y轴重合的直线,顶点坐标是,它与的图象形状相同,位置不同.函数的图象是由抛物线向右(或左)平移个单位长度得到的.
二次函数与的图象之间的关系如下表所示:
向左平移个单位长度
向右平移个单位长度
当时,抛物线的开口向上,在对称轴的左边(时),抛物线自左向右下降,函数y随x的增大而减小;在对称轴的右边(时),抛物线自左向右上升,函数y随x的增大而增大.顶点是抛物线的最低点,在顶点处函数y取得最小值,即当时,.
当时,抛物线的开口向下,在对称轴的左边(时),抛物线自左向右上升,函数y随x的增大而增大;在对称轴的右边(时),抛物线自左向右下降,函数y随x的增大而减小.顶点是抛物线的最高点,在顶点处函数y取得最大值,即当时,.
五.二次函数(a,h,k是常数,)的图象和性质
二次函数的图象是一条抛物线,它的对称轴是直线,顶点坐标为,是由抛物线向右(左)平移个单位长度,再向上(下)平移个单位长度得到的.
当时,抛物线的开口向上,在对称轴的左边(时),抛物线自左向右下降,函数y随x的增大而减小;在对称轴的右边(时),抛物线自左向右上升,函数y随x的增大而增大.顶点是抛物线的最低点,在顶点处函数y取得最小值,即当时,.
当时,抛物线的开口向下,在对称轴的左边(时),抛物线自左向右上升,函数y随x的增大而增大;在对称轴的右边(时),抛物线自左向右下降,函数y随x的增大而减小.顶点是抛物线的最高点,在顶点处函数y取得最大值,即当时,.
注意:由于从中可以直接看出抛物线的顶点坐标,所以通常把叫做二次函数的顶点式.
六.二次函数的图象和性质
1.抛物线的顶点坐标为,对称轴为直线.
当时,抛物线的开口向上,在对称轴的左边(时),抛物线自左向右下降,函数y随x的增大而减小;在对称轴的右边(时),抛物线自左向右上升,函数y随x的增大而增大.顶点是抛物线的最低点,在顶点处函数y取得最小值,即当时,.
当时,抛物线的开口向下,在对称轴的左边(时),抛物线自左向右上升,函数y随x的增大而增大;在对称轴的右边(时),抛物线自左向右下降,函数y随x的增大而减小.顶点是抛物线的最高点,在顶点处函数y取得最大值,即当时,.
2.二次函数的图象特征与a,b,c,的符号之间的关系:
字母的符号
图象的特征
a
开口向上
开口向下
b
对称轴为y轴
(a,b同号)
对称轴在y轴左侧
(a,b异号)
对称轴在y轴右侧
c
图象过原点
图象与y轴正半轴相交
图象与y轴负半轴相交
图象与x轴有唯一一个交点
图象与x轴有两个交点
图象与x轴没有交点
注意:二次函数的图象特征与a,b,c及的符号之间的关系是互逆的,即由字母的符号能确定图象的特征,反之,由图象的特征也能确定字母的符号.
七.用待定系数法求二次函数解析式
1.一般式
2.顶点式
3.交点式
利用待定系数法求二次函数的解析式,一般有以下几种情况:
①顶点在原点,可设为;
②对称轴是y轴(或顶点在y轴上),可设为;
③顶点在x轴上(或抛物线与x轴只有一个交点),可设为;
④抛物线过原点,可设为;
⑤已知顶点时,可设为顶点式;
⑥已知抛物线上三点坐标时,可设为一般式;
⑦已知抛物线与x轴两交点坐标为,时,可设为交点式.
八.二次函数与一元二次方程的关系
函数,当时,得到一元二次方程.那么一元二次方程的根就是二次函数的图象与x轴交点的横坐标,因此,二次函数的图象与x轴的交点情况决定一元二次方程根的情况.
①当二次函数的图象与x轴有两个交点时,,方程
有两个不相等的实数根;
②当二次函数的图象与x轴有且只有一个交点时,,方程
有两个相等的实数根;
③当二次函数的图象与x轴无交点时,,方程无实数根.
注意:求一元二次方程的根也就是求二次函数的值为0时,自变量x的值,即抛物线与x轴的交点的横坐标.
九.二次函数与一元二次不等式的关系
抛物线在x轴上方部分点的纵坐标为正,所对应的x的所有值就是不等式的解集;在x轴下方部分点的纵坐标为负,所对应的x的所有值就是不等式的解集.不等式中如果带有等号,其解集也相应带有等号.
十.实际问题与二次函数
利用二次函数解决实际问题,要建立数学模型,即把实际问题转化为二次函数问题,利用题中存在的公式、内含的规律等相等关系,建立函数关系式,再利用函数的图象及性质去研究问题.在研究实际问题时要注意自变量的取值范围应具有实际意义.
利用二次函数解决实际问题的一般步骤是:
(1)建立适当的平面直角坐标系;
(2)把实际问题中的一些数据与点的坐标联系起来;
(3)用待定系数法求出抛物线的关系式;
(4)利用二次函数的图象及其性质去分析问题、解决问题.
考点1 一个概念-----二次函数
例1.下列函数解析式中,一定为二次函数的是( )
A. B.
C. D.
【变式1-1】.二次函数的一次项系数是( )
A. B.1 C.3 D.5
【变式1-2】.若关于x的函数的图象是抛物线,则a的值为( )
A. B. C.1 D.0
【变式1-3】.已知函数是关于x的二次函数,则m的值为____.
考点2 一个性质-----二次函数的性质
例2.二次函数,当且时,y的最小值为,最大值为,则的值为_____.
【变式2-1】.二次函数的图象如图所示,对称轴是直线,下列结论:①;②;③;④(m为实数).其中结论正确的是__.(填序号)
【变式2-2】.一个二次函数,当时,函数的最小值为2,它的图象经过点,则这个二次函数的解析式为___________.
.
8【变式2-3】.已知,,都是二次函数的图象上的点,当时,y随着x的增大而增大,则,,按从小到大的顺序排列是__________.(用“<”连接)
考点3 两个关系
关系1 抛物线位置与各项系数的关系
例3-1.已知二次函数,其中,,则该函数的图象可能是( )
A. B. C. D.
【变式3-1-1】.二次函数的图象如图所示,对称轴是直线.下列结论:①;②;③;④(m为实数).其中结论正确的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【变式3-1-2】.如图,抛物线与x轴交于点,顶点坐标,与y轴的交点在,之间(包含端点),则以下结论:①;②;③对于任意实数m,总成立;④关于x的方程有两个相等的实数根.其中结论正确的个数为( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【变式3-1-3】.已知抛物线(m为常数)与x轴的一个交点在3和4之间(不包含3和4),则下列结论错误的是( )
A.关于x的方程(m为常数)有两个不相等的实数根
B.
C.若点,,在该函数图象上,则
D.将该抛物线向左平移2个单位长度,再向下平移2个单位长度,所得抛物线的解析式为
关系2 二次函数与一元二次方程的关系
例3-2.抛物线经过点,且对称轴为直线,其部分图象如图所示.对于此抛物线有如下四个结论:
①;
②;
③若,则时的函数值小于时的函数值;
④点一定在此抛物线上.
其中正确的结论是_________.(填序号)
【变式3-2-1】.二次函数(a,b,c为常数,且)中的x与y的部分对应值如表:
x
0
1
3
y
3
5
3
解答下列问题:
(1)关于x的方程的根是___________;
(2)当时,x的取值范围是___________.
7【变式3-2-2】.二次函数的图象如图所示,根据图象解答下列问题:
(1)写出关于x的一元二次方程的两个根.
(2)写出关于x的不等式的解集.
(3)写出关于x的一元二次方程的根的情况.
【变式3-2-3】.二次函数的图象如图所示,根据图象解答下列问题:
(1)方程的两个根为____.
(2)不等式的解集为_____.
(3)若y随x的增大而减小,则自变量x的取值范围为_______.
(4)若方程有两个不相等的实数根,则k的取值范围为_____.
考点4 三个应用
例4.如图,小明想用长100米的一段围栏,在一段笔直且足够长的墙下围一块矩形的菜地,用墙作矩形的一边,围栏作矩形的另外三边.设围成矩形时所用墙的长为x米,对应矩形的面积为y平方米.
(1)求y和x的函数关系式,并指出x的取值范围;
(2)围成的矩形有没有最大面积?如果有,当x取何值时有最大面积,并求出最大面积.
【变式4-1】.果农小艺欣喜地发现,北京市农科院林业果树研究所培育的草莓“白雪公主”每亩投入种植成本36000元,亩产量可达到,预计市场售价不低于60元/.小艺信心大增,在原有的50亩A试验田种植规模上再增加了50亩B试验田全部种植该草莓.收获时发现,由于土地肥力原因,B试验田的亩产量是A试验田亩产量的1.5倍.若同样收获该草莓所占用试验田B比A少1亩.小艺将A试验田采摘的该草莓和B试验田采摘的该草莓混合装箱出售.已知采摘及装箱的人工等成本平均为8元/.经市场调查发现,该草莓每箱售价是300元时,每天可以销售100箱;若每涨价5元,则每天少销售2箱.
(1)A、B两种试验田的亩产量分别是多少?
(2)若每箱的售价不超过400元,请求出定价多少元/箱时,每天可获得最大利润是多少元?
【变式4-2】.九年级上册第51页探究3:
如图是抛物线形拱桥,当拱顶离水面时,水面宽.水面下降,水面宽度增加多少?
解:设这条抛物线表示的二次函数为,由抛物线经过点可得,
,即,…
(1)请你完成剩余部分;
(2)赛龙舟是中国端午节的习俗之一,也是一项广受欢迎的民俗体育运动.某市计划进行一场划龙舟比赛,图1是比赛途中经过的一座拱桥,图2是该桥露出水面的主桥拱的示意图,可看作抛物线的一部分,已知水面的宽度为,拱桥最高点到水面的距离为9米,设桥拱上的点到水面的竖直高度y米,到点O的水平距离x米.
①以O为原点,建立如图所示的平面直角坐标系,求y与x的函数关系式;
②据调查,龙舟最高处距离水面,为保障安全,通过拱桥时龙舟最高处到桥拱的竖直距离.要设计通过拱桥的龙舟赛道方案,若每条龙舟赛道宽度为,求最多可设计多少条龙舟赛道.
【变式4-3】.一次足球训练中,小明从球门正前方的A处射门,球射向球门的路线呈抛物线.当球飞行的水平距离为时,球达到最高点,此时球离地面.已知球门高为2.44m,现以O为原点建立如图所示直角坐标系.
(1)求抛物线的函数表达式,并通过计算判断球能否射进球门(忽略其他因素).
(2)对本次训练进行分析,若射门路线的形状、最大高度均保持不变,则当时他应该带球向正后方移动多少米射门,才能让足球经过点O正上方2.25m处?
考点5 两个技巧
技巧1 巧用二次函数求几何最值
例5-1.如图,在中,,,,P点在上,从B点到C点运动(不包括C点),点P运动的速度为;Q点在上从C点运动到A点(不包括A点),速度为.若点P,Q分别从B、C同时运动,请解答下面的问题,并写出探索的主要过程:
(1)经过多少时间后,P,Q两点的距离最短,最短距离是多少?
(2)经过多少时间后,的面积最大,最大面积是多少?
【变式5-1-1】.如图,在矩形中,,,点P在线段上从点A向点B以的速度移动;同时,点Q在线段上从点B向点C以的速度移动,设P、Q两点运动时间为x(秒).其中任何一点运动到线段端点时停止运动.
(1)请用x表示出下列线段的长:______cm;_______cm;________cm;
(2)求的面积S关于时间x的函数解析式及x的取值范围.
(3)当x为何值时,的面积为?
【变式5-1-2】.根据以下素材,探索完成任务.
如何设计打印图纸方案?
素材1
如图1,正方形是一张用于打印产品的示意图,它由三个区块(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ)构成.已知,点E,F分别在和上,且,设.
素材2
为了打印精准,拟在图2中的边上设置一排间距为1cm的定位坐标(B为坐标原点),计算机可根据点E的定位坐标精准打印出图案.
问题解决
任务1
确定关系
用x的代数式表示:
区域Ⅰ的面积=______;区域Ⅱ的面积=______.
任务2
拟定方案
为了美观,拟将区域Ⅲ分割为甲、乙两个三角形区域,并要求区域乙是含边的三角形,求所有方案中乙的面积或者函数表达式.
任务3
优化设计
经调查发现当且x为整数时,此时称E点为合格定位点.当区域乙的面积最小时,合格定位点E点为最佳定位点,求出最佳定位点E的坐标.
【变式5-1-3】.如图,四边形的对角线互相垂直,且,则四边形面积的最大值为______.
技巧2 巧用二次函数设计方案
例5-2.某商场销售某种品牌的手机,每部进货价为2500元.市场调研表明:当销售价为2900元时,平均每天能售出8部;而当销售价每降低50元时,平均每天就能多售出4部.
(1)当售价为2800元时,这种手机平均每天的销售利润达到多少元?
(2)若设每部手机降低x元,每天的销售利润为y元,试写出y与x之间的函数关系式.
(3)商场要想获得最大利润,每部手机的售价应订为为多少元?此时的最大利润是多少元?
【变式5-2-1】.某工厂计划投资生产A、B两种产品,根据市场调查与预测,产品A的利润(万元)与投资量x(万元)成正比例关系,如图①所示:产品B的利润(万元)与投资量x(万元)成顶点在原点的二次函数关系,如图②所示.
(1)请直接写出利润与关于投资量x的函数关系式_______,________;
(2)如果工厂以9万元资金投入生产A、B两种产品,要求A产品的投资金额不超过B产品的2倍,且不少于3万元,则如何投资该工厂能获得最大利润?最大利润是多少?
【变式5-2-2】.【课题学习】
学习主题:探究电流最值
课题背景:数学在电工电子中有着广泛的应用,可以帮助工程师进行电路设计和分析,控制系统设计,信号处理等工作,这些工作需要遵循物理学的规律,我们知道函数是描述变化规律的一种数学模型,欧潭数学探究小组受电流和电压间关系式的启发,以探究“探究电流最值”为主题展开项目式学习.
学习素材:
名称
内容
备注
素材1
用总长的篱笆围成一个矩形场地,矩形面积S随矩形一边长l的变化而变化.
课本例题
素材2
观察下列两个数的乘积,说明其中哪个积最大.
,,,,…,,
课本数学活动
素材3
串联电路的总电阻等于各串联电阻之和:
并联电路总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和;
电压一定的情况下,电流与电阻成反比关系.
物理学知识
研究步骤:
⑴.画出电路图.在如图1所示的电路中,,,滑动变阻器的最大电阻,其等效电路图如图2所示,其中.
⑵.根据电路图连结实验器材,图略.
⑶.闭合开关,在滑片从a端滑到b端的过程中,观察电流表的示数,记录相关数据.
解决问题:
(1)在素材1中,当________时,场地的面积S最大;
(2)推测素材2中哪个式子的积最大,并用函数知识说明理由;
(3)电流表A表示数是否存在最小值,若存在,求出电流表示数的最小值.若不存在请说明理由.
【变式5-2-3】.(项目学习)学科实践
问题情境:
如图,某杂技团进行杂技表演,一名演员从跷跷板右端A处恰好弹跳到人梯顶端椅子B处,其身体(看成一点)的路线是抛物线的一部分,跳起的演员距点A所在铅垂线的水平距离为时,身体离地面最高,已知,人梯到起跳点A的水平距离为.
小试牛刀:
任务一:(1)请以点O为坐标原点建立恰当的平面直角坐标系,并求出抛物线对应的二次函数表达式.
任务二:(2)求人梯的高.
攻坚克难:
任务三:(3)在演员起跳的过程中,当他距离地面的高度不低于时,观众能获得最佳观赏体验,但演员刚起跳时现场突发状况,风力突然增大,使得演员高度瞬间下降.求在这种情况下观众能获得最佳观赏体验时,演员所在位置的水平距离范围.
考点6 两种思想
思想1 数形结合思想
例6-1.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y轴交点的纵坐标是2.则下列结论:①;②方程一定有两个不相等的实数根:③当时,;④;⑤抛物线上有两点,,若,则.其中正确结论的个数有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【变式6-1-1】.关于x的二次函数的图像可能是( )
A. B.
C. D.
【变式6-1-2】.(1)综合与实践数学活动课上,张老师给出了一个问题:已知二次函数,当时,y的取值范围为 ;
①小伟同学经过分析后,将原二次函数配方成形式,确定抛物线对称轴为直线,通过-2、h和2的大小关系,分别确定了最大值和最小值,进而求出y的取值范围;
②小军同学画出如图的函数图象,通过观察图象确定了y的取值范围;请你根据上述两名同学的分析写出y的取值范围是 ;
(2)张老师发现两名同学分别从“数”和“形”的角度分析、解决问题,为了让同学们更好感悟“数形结合”思想,张老师将前面问题变式为下面问题,请你解答:已知二次函数,当时,求y的取值范围;
(3)已知二次函数,当时,二次函数的最大值为,最小值为,若,求a的值.
【变式6-1-3】.已知二次函数的图象经过,,顶点为D.
(1)用待定系数法求抛物线的解析式;
(2)求出顶点D的坐标,并补全函数图象,标明顶点D以及点A,B关于对称轴的对称点E,F;
(3)若一动点在抛物线上,,则t的取值范围是_____.
思想2 分类讨论思想
例6-2.关于x的二次函数,当时,函数有最小值4,则h的值为( )
A.0或2 B.2或4 C.0或4 D.0或2或4
【变式6-2-1】.设抛物线过,C三点,其中点C在直线上,且点C到抛物线的对称轴的距离等于,则该抛物线对应的函数表达式为____________.
【变式6-2-2】.设抛物线过三点,其中点C在直线上,且点C到抛物线的对称轴的距离等于1,则抛物线的解析式为 .
【变式6-2-3】.有一个二次函数的图象,甲、乙、丙三位同学分别说出了它的特点:
甲:对称轴是直线;
乙:与轴两个交点的横坐标都是整数;
丙:与轴交点的纵坐标也是整数,且以这三个交点为顶点的三角形的面积为;
请你写出满足上述全部特点的一个二次函数表达式: .
一、单选题(每小题3分,共24分)
1.将二次函数化为一般形式后,正确的是( )
A. B.
C. D.
2.当函数是二次函数时,a的取值为( )
A. B. C. D.
3.如果抛物线 的开口向上,那么m的取值范围是( )
A. B. C. D.
4.在同一平面直角坐标系中,二次函数与一次函数的图象大致是( )
A. B.
C. D.
5.已知点,,都在二次函数的图象上,则a,b,c的大小关系是( )
A. B.
C. D.
6.二次函数的图象与轴有交点,则的取值范围是( )
A.
B. 且
C.
D. 且
7.一名男生推铅球,铅球行进高度y(单位:m)与水平距离x(单位:m)之间的关系是.有下列结论:
①这名男生铅球推出的水平距离为;
②铅球到达最高点时的高度为;
③当铅球的高度为,推出的水平距离为或.
其中,正确结论的个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
8.二次函数的部分图象如图所示,则一元二次方程的解为( )
A.
B. ,
C. ,
D. ,
二、填空题(每小题4分,共20分)
9.若关于x的二次函数的图像开口向上,则a的取值范围是______.
10.(a,b,c是常数,且)的图象如图所示,则__________0.(填“>”“=”或“<”)
11.在“弘扬科学家精神,共筑科技强国梦”为主题的物地学科节中,格格同学设计制作了“火箭”升空实验装置,已知该“火箭”的升空高度h(米)与飞行时间t(秒)满足函数表达式,则“火箭”升空的最大高度为______米.
12.如图,已知抛物线和线段MN,点M和点N的坐标分别为,,将抛物线向上平移个单位长度后与线段MN仅有一个交点,则k的取值范围是__________.
13.如图是抛物线的部分图象,图象过点,对称轴为直线,有下列四个结论:①;②;③y的最大值为3;④方程有实数根.其中正确的为______(将所有正确结论的序号都填入).
三、解答题(每小题8分,共56分)
14.用描点法画出二次函数的图像,列表如下:
x
…
0
1
2
3
4
…
y
…
15
m
n
5
…
(1)填空:表中________,________;
(2)在如图所示的平面直角坐标系中画出这个二次函数的图象.
15.如图,已知抛物线过点A与,与y轴交于点.点D在抛物线上,且与点C关于对称轴l对称.
(1)求该抛物线的函数关系式和对称轴;
(2)求的面积.
16.在平面直角坐标系中,抛物线的表达式为.
(1)当时,求y的值.
(2)将抛物线向左平移2个单位后,恰经过点,求b的值.
17.已知二次函数(c为常数).
(1)若该二次函数的图象与x轴有两个公共点,求c的取值范围;
(2)若该二次函数的图象与x轴的一个交点坐标为,求一元二次方程的解:
(3)在自变量x的值满足的情况下,与其对应的函数值y的最小值为,求c值.
18.赛龙舟是中国端午节的习俗之一,也是一项广受欢迎的民俗体育运动.某地计划进行一场划龙舟比赛,图1是比赛途中经过的一座拱桥,图2是该桥露出水面的主桥拱的示意图,可看作抛物线的一部分,建立如图所示的平面直角坐标系,桥拱上的点到水面的竖直高度y(单位:m)与到点O的水平距离x(单位:m)近似满足函数关系,据调查,龙舟最高处距离水面,为保障安全,通过拱桥时龙舟最高处到桥拱的竖直距离至少.
(1)水面的宽度_______m;
(2)要设计通过拱桥的龙舟赛道方案,若每条龙舟赛道宽度为,求最多可设计龙舟赛道的数量.
19.某广场建了一座圆形音乐喷水池,在池中心竖直安装一根水管,安装在水管顶端A处的圆形喷头向四周喷水,且各个方向喷出的抛物线形水柱形状相同.如图1,以池中心O点为坐标原点,水平方向为x轴,所在的直线为y轴,建立平面直角坐标系.x轴上的点C,D为水柱的落水点,若落地直径,使喷出的抛物线形水柱在与池中心O的水平距离为时达到最大高度,最大高度为.
(1)求图1中右边抛物线的解析式;
(2)圆形水池的直径为,喷水造型会随着音乐节奏起伏而变化,从而产生一组不同的抛物线(如图2),若右侧抛物线顶点始终在直线上,当喷出的抛物线水柱最大高度为时,水柱会喷到圆形水池之外吗?请说明理由.
20.请仔细阅读下面的材料,并完成相应的任务.
利用图象法解一元二次方程
数学活动课上,王老师提出这样一个问题:我们曾经利用一次函数的图象解一元一
次方程,类比前面的学习经验,我们能否利用二次函数的图象解一元二次方程呢?
例如,解方程:.
王老师倡导同学们以小组为单位进行合作探究,同学们经过几分钟热烈的讨论交流,
智慧小组率先展示了他们的方法:将方程进一步变形为,如图1,画出二次函数的图象,发现抛物线与x轴的相交于和两点,当或时,此时,所以,即,所以此方程的解为,.
善思小组受智慧小组的启发,展示了他们的方法:画出二次函数的图象和直线.如图2所示,它们相交于和两点,当或时,此时,即,所以此方程的解为,.
任务:
(1)利用图象法解上述材料中的方程,下列叙述错误的是( )
A.利用图象法解方程体现了数形结合思想
B.画出抛物线和直线,观察图象交点的横坐标,也可得出该方程的根
C.画出抛物线和直线,观察图象交点的横坐标,也可得出该方程的根
D.画出抛物线和直线,观察图象交点的横坐标,也可得出该方程的根
(2)请你利用图象法解方程,把函数图象画在图3的平面直角坐标系中,并写出解方程的分析过程.
(3)若方程无实数根,从图形的角度看就是抛物线与直线_____无交点,此时a的取值范围是_____;
(4)拓展迁移:方程的根的情况是_____.
高频考点精析
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知识点梳理
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