内容正文:
第 1 页:封面
标题:1.3 不共线三点确定二次函数的表达式
副标题:湘教版九年级数学下册
配图:平面直角坐标系中三个不共线点(A (0,1)、B (1,3)、C (2,3))及经过三点的抛物线示意图,标注 “三点定抛物线”
落款:授课教师 / 日期
第 2 页:学习目标
知识与技能
理解 “不共线三点确定一个二次函数” 的原理,掌握用待定系数法求二次函数表达式的方法
能根据已知点的特征(如顶点、与坐标轴交点)选择合适的表达式(一般式、顶点式)求解
能利用待定系数法解决与二次函数相关的实际问题
过程与方法
通过 “问题引入 — 方法探究 — 实例验证 — 总结归纳”,经历从 “已知函数图象上点” 到 “求函数表达式” 的逆向思维过程
培养代数运算能力与逻辑推理能力,体会 “数形结合” 与 “方程思想” 的应用
情感态度
感受数学的严谨性与实用性,增强用数学方法解决实际问题的信心,提升学习主动性
第 3 页:复习回顾 —— 衔接旧知
回顾提问
二次函数的常见表达式有哪几种?(一般式:\(y=ax^2+bx+c\);顶点式:\(y=a(x-h)^2+k\))
什么是待定系数法?(先设出含有待定系数的函数表达式,再根据已知条件列出方程(组),求出待定系数,进而确定函数表达式的方法)
确定一个一次函数需要几个不共线的点?(2 个)
情境引入
类比一次函数 “两点确定一条直线”,确定一个二次函数需要几个点?这些点需要满足什么条件?今天我们共同探究 “不共线三点确定二次函数的表达式”。
第 4 页:探究 1—— 用一般式\(y=ax^2+bx+c\)求二次函数表达式(已知任意不共线三点)
问题:已知二次函数的图象经过 A (0,1)、B (1,3)、C (2,3) 三点,求该函数的表达式。
解题步骤
第一步:设表达式:设二次函数的表达式为\(y=ax^2+bx+c\)(\(a≠0\))
第二步:代入点的坐标列方程组:
① 代入 A (0,1):当\(x=0\),\(y=1\),得 \(c=1\);
② 代入 B (1,3):当\(x=1\),\(y=3\),得 \(a+b+c=3\);
③ 代入 C (2,3):当\(x=2\),\(y=3\),得 \(4a+2b+c=3\);
第三步:解方程组:
由①得\(c=1\),代入②得 \(a+b=2\)(记为④);
代入③得 \(4a+2b=2\)(化简为\(2a+b=1\),记为⑤);
⑤-④得 \(a=-1\),代入④得 \(b=3\);
第四步:确定表达式:将\(a=-1\)、\(b=3\)、\(c=1\)代入一般式,得 \(y=-x^2+3x+1\)
验证:将三点坐标代入表达式,验证等式成立(如 C (2,3):\(y=-4+6+1=3\),符合)
总结规律:已知任意三个不共线的点,设一般式\(y=ax^2+bx+c\),代入三点坐标列三元一次方程组,求解即可确定表达式。
第 5 页:探究 2—— 用顶点式\(y=a(x-h)^2+k\)求二次函数表达式(已知顶点及一个点)
问题:已知二次函数的图象顶点为 D (1,4),且经过点 E (2,3),求该函数的表达式。
解题步骤
第一步:设表达式:∵ 已知顶点\((h,k)=(1,4)\),设表达式为\(y=a(x-1)^2+4\)(\(a≠0\))
第二步:代入已知点列方程:代入 E (2,3),得 \(3=a(2-1)^2+4\)
第三步:求解待定系数:化简方程得 \(a+4=3\),解得 \(a=-1\)
第四步:确定表达式:将\(a=-1\)代入顶点式,得 \(y=-(x-1)^2+4\)(可展开为一般式\(y=-x^2+2x+3\))
对比优势:与设一般式相比,已知顶点时设顶点式可减少待定系数个数(仅 1 个\(a\)),简化计算
即时练习:已知二次函数顶点为 (2,-1),且经过点 (0,3),求表达式(答案:\(y=(x-2)^2-1=x^2-4x+3\))
第 6 页:探究 3—— 灵活选择表达式(已知特殊点,如与坐标轴交点)
情况 1:已知抛物线与 x 轴的两个交点及一个点(可设交点式,拓展内容)
问题:已知二次函数图象与 x 轴交于 F (1,0)、G (3,0),且经过点 H (0,3),求表达式。
解题思路:
设交点式\(y=a(x-1)(x-3)\)(\(a≠0\),交点式:若抛物线与 x 轴交于\((x_1,0)\)、\((x_2,0)\),则表达式可设为\(y=a(x-x_1)(x-x_2)\));
代入 H (0,3) 得 \(3=a(0-1)(0-3)\),解得 \(a=1\);
表达式为\(y=(x-1)(x-3)=x^2-4x+3\)。
情况 2:已知抛物线经过原点及两个点(一般式中\(c=0\),简化计算)
问题:已知二次函数图象经过原点 O (0,0)、P (1,2)、Q (2,6),求表达式。
解题思路:
设一般式\(y=ax^2+bx+c\),∵ 过原点,∴ \(c=0\),表达式简化为\(y=ax^2+bx\);
代入 P (1,2) 得 \(a+b=2\),代入 Q (2,6) 得 \(4a+2b=6\);
解得\(a=1\),\(b=1\),表达式为\(y=x^2+x\)。
第 7 页:方法总结 —— 如何选择合适的二次函数表达式
已知条件
推荐表达式
优点
待定系数个数
任意三个不共线的点
一般式\(y=ax^2+bx+c\)
适用范围广,无特殊条件限制
3 个(a、b、c)
已知顶点\((h,k)\)及一个点
顶点式\(y=a(x-h)^2+k\)
直接利用顶点特征,减少计算量
1 个(a)
已知与 x 轴的两个交点\((x_1,0)\)、\((x_2,0)\)及一个点
交点式\(y=a(x-x_1)(x-x_2)\)
直接利用与 x 轴交点特征,计算简便
1 个(a)
已知经过原点及两个点
简化一般式\(y=ax^2+bx\)(\(c=0\))
减少一个待定系数,简化方程组
2 个(a、b)
核心原则:根据已知条件选择 “待定系数最少” 的表达式,降低求解难度。
第 8 页:典例精析
例题 1:用一般式求解
已知二次函数图象经过 A (-1,0)、B (2,-3)、C (0,3) 三点,求该函数的表达式。
解答:
设\(y=ax^2+bx+c\),代入三点得:
① \(a-b+c=0\)(A 点);② \(4a+2b+c=-3\)(B 点);③ \(c=3\)(C 点);
由③得\(c=3\),代入①得\(a-b=-3\)(④),代入②得\(4a+2b=-6\)(化简为\(2a+b=-3\),⑤);
④+⑤得\(3a=-6\),\(a=-2\),代入④得\(b=1\);
表达式为\(y=-2x^2+x+3\)。
例题 2:结合顶点特征选择顶点式
已知二次函数图象的对称轴为直线\(x=2\),且经过点 (1,4) 和 (3,0),求该函数的表达式。
解答:
∵ 对称轴为\(x=2\),∴ 顶点横坐标\(h=2\),设顶点式\(y=a(x-2)^2+k\);
代入 (1,4) 得\(4=a(1-2)^2+k\)(即\(a+k=4\),①);
代入 (3,0) 得\(0=a(3-2)^2+k\)(即\(a+k=0\)?此处矛盾,修正题目为经过 (1,4) 和 (3,-4));
修正后代入 (3,-4) 得\(-4=a(3-2)^2+k\)(即\(a+k=-4\),②);
①-②得\(0=8\)?再次修正:经过 (1,5) 和 (3,1);
代入 (1,5) 得\(5=a(1-2)^2+k\)(\(a+k=5\),①);
代入 (3,1) 得\(1=a(3-2)^2+k\)(\(a+k=1\)?仍矛盾,正确题目应为:对称轴\(x=2\),经过 (1,3) 和 (4,0));
代入 (1,3) 得\(3=a(1-2)^2+k\)(\(a+k=3\),①);
代入 (4,0) 得\(0=a(4-2)^2+k\)(\(4a+k=0\),②);
②-①得\(3a=-3\),\(a=-1\),代入①得\(k=4\);
表达式为\(y=-(x-2)^2+4=-x^2+4x\)。
第 9 页:课堂练习
基础题:已知二次函数图象经过 (0,2)、(1,3)、(2,6) 三点,求表达式(答案:\(y=x^2+0x+2=x^2+2\))
提升题:已知二次函数图象顶点为 (1,-2),且与 y 轴交于 (0,1),求表达式(答案:\(y=3(x-1)^2-2=3x^2-6x+1\))
拓展题:已知二次函数图象与 x 轴交于 (2,0) 和 (4,0),且经过 (3,-2),求表达式(答案:\(y=2(x-2)(x-4)=2x^2-12x+16\))
第 10 页:课堂小结
知识梳理(思维导图):
不共线三点确定二次函数→ 选择表达式(一般式:任意三点;顶点式:已知顶点;交点式:已知 x 轴交点)→ 待定系数法(设表达式→代点列方程→解方程→确定表达式)→ 验证与应用
核心结论:
确定二次函数表达式的核心是 “待定系数法”,关键在于根据已知条件选择合适的表达式,减少计算量;
无论选择哪种表达式,最终都可通过展开或整理转化为一般式,验证时需将已知点代入表达式确认等式成立。
第 11 页:作业布置
基础作业:教材 P35 第 1、2 题(用一般式求表达式)
提升作业:已知二次函数图象经过 (1,1)、(2,3)、(3,7) 三点,求该函数的表达式,并求当\(x=4\)时的函数值
实践作业:在平面直角坐标系中描出三点 (0,0)、(1,1)、(2,4),画出经过这三点的抛物线,用待定系数法求出其表达式,并验证图象与表达式的一致性
2025-2026学年湘教版数学九年级下册【示范课精品课件】
授课教师: . 班 级: . 时 间: .
1.3 不共线三点确定二次函数的表达式
第1章 二次函数
a
i
T
u
j
m
i
a
N
g
复习引入
1. 一次函数 y = kx+b( k ≠ 0 ) 有几个待定系数?通常需要已知几个点的坐标求出它的表达式?
2个
2个
情景导入
2. 求一次函数表达式的方法是什么?它的一般步骤是什么?
待定系数法:
(1)设:(表达式)
(2)代:(坐标代入)
(3)解:方程(组)
(4)还原:(写表达式)
情景导入
探究归纳
问题1 (1)二次函数 y = ax2+bx+c ( a ≠ 0 )中有几个待定系数?需要几个抛物线上的点的坐标才能求出来?
3个
3个
(2)下面是我们用描点法画二次函数的图象所列表格的一部分,要求这个二次函数的表达式.
x -3 -2 -1 0 1 2
y 0 1 0 -3 -8 -15
一般式法求二次函数的表达式
探究新知
解: 设这个二次函数的表达式是
y = ax2+bx+c,把 (-3,0),(-1,0),(0,-3)代入 y = ax2+bx+c 得
① 选取 (-3,0),(-1,0),(0,-3),试求出这个二次函数的表达式.
9a-3b+c=0,
a-b+c=0,
c = -3,
解得
a= -1,
b= -4,
c= -3.
∴所求的二次函数的表达式是 y = -x2-4x-3.
待定系数法
步骤:
1.设:
(表达式)
2.代:
(坐标代入)
3.解:
方程(组)
4.还原:
(写解析式)
探究新知
这种已知三点求二次函数表达式的方法叫做一般式法.
其步骤是:
①设函数表达式为 y = ax2 + bx + c;
②代入后得到一个三元一次方程组;
③解方程组得到 a,b,c 的值;
④把待定系数用数字换掉,写出函数表达式.
归纳总结
一般式法求二次函数表达式的方法
探究新知
例1 一个二次函数的图象经过 (0, 1)、( 2,4)、( 3,10) 三点,求这个二次函数的表达式.
典例精析
解: 设这个二次函数的表达式是 y = ax2 + bx + c,由于这个函数经过点 ( 0, 1),可得 c =1.
又由于其图象经过 ( 2,4)、( 3,10) 两点,可得
4a+2b+1=4,
9a+3b+1=10,
解得
∴所求的二次函数的表达式是
探究新知
例2 已知三个点的坐标,是否有一个二次函数,它的图象经过这三个点?
(1) P(1,-5), Q(-1,3), R(2,-3);
(2) P(1,-5), Q(-1,3), M(2,-9).
解 (1)设有二次函数 y = ax2+bx+c,它的图象经过 P,Q,R三点,则得到关于a,b,c的三元一次方程组:
a + b + c= -5,
a - b+ c = 3,
4a + 2b+c = -3,
解得 a = 2,b = -4,c = -3.
因此,二次函数 y = 2x2-4x-3的图象经过P,Q,R 三点.
探究新知
(2) 设有二次函数 y = ax2+bx+c 的图象经过点P,Q,M
三点,则得到关于 a,b,c 的三元一次方程组:
a + b + c = -5,
a - b + c = 3,
4a + 2b + c = -9,
解得 a =0,b = -4,c = -1.
因此,一次函数 y = - 4x -1 的图象经过 P,Q,M 三点.
这说明没有一个这样的二次函数,它的图象能经过 P,Q,M 三点.
探究新知
问题:例 2 说明了什么?
若给定不共线三点的坐标,且它们的横坐标两两不等,则可以确定唯一的一个二次函数,它的图象经过这三点.
二次函数 y = ax2+bx+c 的图象上任意三个不同的点都不在一条直线上.
探究新知
选取顶点 (-2,1) 和点 (1,-8),试求出这个二次函数的表达式.
解:设这个二次函数的表达式是 y = a(x - h)2 +k,
把顶点 (-2,1) 代入 y = a(x - h)2 +k 得
y = a(x + 2)2 +1,
再把点(1,-8) 代入上式得
a(1+2)2 + 1 = -8,
解得 a = -1.
∴所求的二次函数的表达式是 y = -(x + 2)2 +1
或 y = -x2 - 4x -3.
利用顶点式求二次函数的表达式
探究新知
典例精析
例2 一个二次函数的图象经点 ( 0, 1),它的顶点坐标为( 8,9),求这个二次函数的表达式.
解: 因为这个二次函数的图象的顶点坐标为( 8,9),因此,可以设函数表达式为 y = a(x - 8)2 + 9.
又由于它的图象经过点(0 ,1),可得 1 = a(0 -8)2 + 9.
解得
∴所求的二次函数的表达式是
探究新知
归纳总结
顶点法求二次函数表达式的方法
这种已知抛物线的顶点坐标,求表达式的方法叫做顶点法.其步骤是:
①设函数表达式是 y = a(x - h)2 + k;
②先代入顶点坐标,得到关于 a 的一元一次方程;
③将另一点的坐标代入原方程求出 a 值;
④ a 用数值换掉,写出函数表达式.
探究新知
解:因为 ( -3,0)、( -1,0) 是抛物线 y = ax2+bx+c 与 x 轴的交点.所以可设这个二次函数的表达式是
y = a(x - x1)(x - x2). (其中x1、x2为交点的横坐标)
因此得
y = a(x + 3)( x + 1).
选取 (-3,0),(-1,0),(0,-3),试求出这个二次函数的表达式.
利用交点式求二次函数的表达式
探究新知
解得 a = -1,
再把点( 0,-3)代入上式得
所以 a( 0 + 3 )( 0 + 1 ) = -3,
所以所求的二次函数的表达式是
y = -( x + 3)( x +1 ),即 y = -x2 - 4x -3.
探究新知
归纳总结
交点法求二次函数解析式的方法
这种已知抛物线 x 轴的交点,求表达式的方法叫做交点法.
其步骤是:
①设函数表达式是 y = a(x - x1)(x - x2);
②先把两交点的横坐标 x1,x2 代入,得到关于 a 的一元
一次方程;
③将另一坐标的点代入原方程求出 a 值;
④ a 用数值换掉,写出函数表达式.
探究新知
1. 如图,平面直角坐标系中,函数图象的表达式应是
注 y = ax2 与 y = ax2 +k、y = a(x -h)2、y = a(x -h)2 + k 一样都是顶点式,只不过前三者是顶点式的特殊形式.
注意
x
y
O
1
2
-1
-2
-3
-4
2
1
-1
3
4
5
.
课堂练习
2. 过点(2,4),且当 x = 1时,y 有最值为 6 ,则其表达
式是 .
顶点坐标是 ( 1,6)
y = -2(x -1)2 +6
课堂练习
3. 已知二次函数的图象经过点(-1,-5),(0,-4)和(1,1).求这个二次函数的表达式.
解:设这个二次函数的表达式为 y=ax2 +bx+c.
依题意得
∴这个二次函数的表达式为 y=2x2+3x-4.
a+b+c=1,
c=-4,
a-b+c=-5,
解得
b=3,
c=-4,
a=2,
课堂练习
4. 已知抛物线与 x 轴相交于点 A(-1,0),B(1,0),且过点 M(0,1),求此函数的表达式.
解:因为点 A(-1,0),B(1,0) 是图象与 x 轴的交点,所以设二次函数的表达式为 y= a(x+1)(x-1).
又因为抛物线过点 M(0,1),
所以1= a(0+1)(0-1),解得 a= -1,
所以所求抛物线的表达式为 y= -(x+1)(x-1),
即 y=-x2 +1.
课堂练习
5. 已知一条抛物线经过 E(0,10),F(2,2),G(4,2),H(3,1) 四点,选择其中两点用待定系数法能求出抛物线表达式的为( )
A.E,F
B.E,G
C.E,H
D.F,G
C
课堂练习
6. 如果抛物线 y = x2 - 6x + c -2 的顶点到 x 轴的距离是 3,那么 c 的值等于( )
A.8
B.14
C.8或14
D.-8 或 -14
C
课堂练习
7. 如图,抛物线 y=x2+bx+c 过点A(-4,-3),与 y轴交于点 B,对称轴是 x=-3,请解答下列问题:
(1) 求抛物线的表达式;
解:把点 A(-4,-3)代入 y=x2+bx+c
得16-4b+c =-3,c-4b=-19.
∵对称轴是 x=-3,∴ =-3,
∴b=6,∴c=5,
∴抛物线的表达式是 y = x2+6x+5;
课堂练习
(2) 若和 x 轴平行的直线与抛物线交于 C,D 两点,点 C 在对称轴左侧,且CD=8,求△BCD的面积.
解:∵CD∥x轴,∴点 C 与点 D 关于 x=-3 对称.
∵点 C 在对称轴左侧,且 CD=8,
∴点 C 的横坐标为 -7,
∴点 C 的纵坐标为 (-7)2+6×(-7)+5=12.
∵点 B 的坐标为 (0,5),
∴△BCD 中 CD 边上的高为 12-5=7,
∴△BCD 的面积= ×8×7=28.
课堂练习
1.已知二次函数y=ax2+bx+c的图象过(1,-1),(2,-4),(0,4)三点,那么它的对称轴是直线( )
A.x=-3 B.x=-1
C.x=1 D.x=3
返回
D
考试考法
25
2.已知一个二次函数y=ax2+bx+c的自变量x与函数y的几组对应值如下表:
x … -4 -2 0 3 5 …
y … -24 -8 0 -3 -15 …
考试考法
26
则下列关于这个二次函数的结论正确的是( )
A.图象的开口向上
B.当x>0时,y随x的增大而减小
C.图象经过第二、三、四象限
D.图象的对称轴是直线x=1
考试考法
27
考试考法
∵y=-x2+2x=-(x-1)2+1,∴当x>1时,y随x的增大而减小.故B选项不符合题意.令y=0,得-x2+2x=0,解得x1=0,x2=2,∴抛物线与x轴的交点坐标为(0,0)和(2,0).易知抛物线的顶点坐标为(1,1),∴抛物线经过第一、三、四象限.故C选项不符合题意.∵二次函数的表达式为y=-(x-1)2+1,∴抛物线的对称轴为直线x=1.故D选项符合题意.
【答案】D
返回
考试考法
返回
B
考试考法
30
4. 据科学计算,“长征二号”F运载火箭在点火后第一秒通过的路程为2 km,第二秒时共通过了6 km的路程,第三秒时共通过了12 km的路程,在这一过程中路程与时间成二次函数关系,在达到离地面240 km的高度时,火箭程序拐弯,则这一过程需要的时间大约是( )
A.10 s B.13 s C.15 s D.20 s
考试考法
31
考试考法
∴y=x2+x.当y=240时,x2+x=240,解得x=15或x=-16(不合题意,舍去),∴这一过程需要的时间大约是15 s.故选C.
【答案】C
返回
考试考法
5. 若二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象经过点A(2,0),B(-1,0),且与y轴交于点C.若OC=2,则y的取值范围是____________.
返回
考试考法
34
6.已知直线y=-x+5与x轴交于点A,与y轴交于点B,抛物线y=-x2+bx+c经过A,B两点,顶点为P.
(1)求抛物线的表达式及顶点P的坐标;
考试考法
35
考试考法
(2)若将该二次函数的图象先向右平移m个单位,再向下平移m个单位(m>0),平移后的抛物线过点C(2,3),求m的值.
考试考法
37
返回
根据题意,得平移后的抛物线的表达式为
y=-(x-2-m)2+9-m,
将点C(2,3)的坐标代入上式,得
-(2-2-m)2+9-m=3,解得m1=-3,m2=2.
又∵m>0,∴m=2.
考试考法
38
7. 某中学校本课程“物理与数学”学习小组对一款热水器的工作电路展开研究,如图①,将滑动变阻器R的滑片从一端滑到另一端,绘制出滑动变阻器R消耗的电功率P随电流I变化的关系图象,
考试考法
39
如图②所示,且该图象是经过原点的一条抛物线的一部分,则滑动变阻器R消耗的电功率P最大为( )
A.160 W
B.180 W
C.200 W
D.220 W
考试考法
40
考试考法
∵-55<0,∴当I=2 A时,P取最大值为220 W.
∴滑动变阻器R消耗的电功率P最大为220 W.故选D.
【答案】D
返回
考试考法
① 已知三点坐标
② 已知顶点坐标或对称轴或最值
③ 已知抛物线与x轴的两个交点
已知条件
所选方法
用一般式法:y = ax2+bx+c
用顶点法:y = a(x - h)2 +k
用交点法:y = a(x -x1)(x -x2)
(x1,x2 为与 x 轴交点的横坐标)
待定系数法
求二次函数表达式
课堂小结
必做作业:从教材习题中选取;
选做作业:完成练习册本课时的习题.
作业
谢谢观看!
【点拨】由题知,解得
∴二次函数的表达式为y=-x2+2x.∵a=-1<0,
∴抛物线的开口向下.故A选项不符合题意.
3. 我们将图象顶点的横坐标和纵坐标互为相反数的二次函数称为“互异二次函数”.若“互异二次函数”的对称轴为直线x=1且图象经过点(-1,0),则这个“互异二次函数”的二次项系数是( )
A. B. C.1 D.-1
【点拨】设二次函数的表达式为y=ax2+bx+c,由题可得二次函数的图象过点(1,2),(2,6),(3,12),
∴ 解得
y≥-或y≤
【解】直线y=-x+5,当y=0时,-x+5=0,解得x=5;当x=0时,y=5,∴A(5,0),B(0,5).将点A(5,0),B(0,5)的坐标代入y=-x2+bx+c,得 解得∴抛物线的表达式为y=-x2+4x+5.∵y=-x2+4x+5=-(x-2)2+9,∴抛物线顶点P的坐标为(2,9).
【点拨】设抛物线的表达式为P=aI2+bI,把点(1,165),(4,0)的坐标分别代入上式,得解得∴抛物线的表达式为P=-55I2+220I=-55(I-2)2+220.
$