内容正文:
第四节 二次函数的图象与性质
链接教材 基础过关
梳理·必备知识
考点一
y=ax2+bx+c
考点二
1.上 下 - 减小 增大 增大 减小 大 2.向上 向下 左侧 y轴 右侧 y轴 正半轴 原点 负半轴 x轴 2 1 无
考点三
1.(1)y=ax2+bx+c (2)(h,k) x=h 2.加 减 加 减
考点四
1.> = <
激活·基本技能
1.C 2.D 3.C 4.y=2x2-3x+5 5.y2<y1<y3
考点突破 对点演练
典例1 D [∵二次函数y=ax2+bx+c的顶点坐标为(-1,4),
∴二次函数图象的对称轴是直线x=-1,故选项A错误;
∵二次函数y=ax2+bx+c的图象与x轴的一个交点的横坐标是-3,对称轴是直线x=-1,
∴二次函数图象与x轴的另一个交点的横坐标是1,故选项B错误;
∵抛物线开口向下,对称轴是直线x=-1,
∴当x<-1时,y随x的增大而增大,故选项C错误;
设二次函数解析式为y=a(x+1)2+4,
把(-3,0)代入,得0=a(-3+1)2+4,
解得a=-1,
∴y=-(x+1)2+4,
当x=0时,y=-(0+1)2+4=3,
∴二次函数图象与y轴的交点的纵坐标是3,故选项D正确.故选D.]
对点演练
1.D [∵函数图象与y轴交于负半轴,
∴当x=0时,y=c<0,故①正确.
根据函数的图象可得,a-b+c=0,且9a+3b+c=0,
∴8a+4b=0.
∴b=-2a.
∴对称轴是直线x=-=1>0,故②正确.
∵x=-1或x=3时,y=0,且抛物线y=ax2+bx+c开口向上,
∴当-1<x<3时,y<0,故③正确.故选D.]
2.②③④ [如图所示,
∴当x<-1时,x越小,函数值越大,故①错误;
当-1<x<0时,x越大,函数值越小,故②正确;
当0<x<1时,x越小,函数值越大,故③正确;
当x>1时,x越大,函数值越大,故④正确.故答案为②③④.]
典例2 B [①∵抛物线开口向下,
∴a<0.
∵抛物线的对称轴为直线x=-=-1,
∴b=2a,
由题图可得x=1时,y<0,
即a+b+c<0,
而b=2a,
∴3a+c<0,故①错误;
②∵抛物线开口向下,抛物线的对称轴为直线x=-1,
故当x<-1时,y随x的增大而增大,当x>-1时,y随x的增大而减小,
∵|-1-(-4)|=3,|-1-3|=4,
即点(-4,y1)到对称轴的距离小于点(3,y2)到对称轴的距离,故y1>y2,故②正确;
③由题图可知,二次函数y=ax2+bx+c与直线y=-1有两个不同的交点,
即关于x的一元二次方程ax2+bx+c=-1有两个不相等的实数根,故③错误;
④∵函数图象经过(0,2),对称轴为直线x=-1,
∴二次函数必然经过点(-2,2),
∴ax2+bx+c>2时x的取值范围为-2<x<0,故④正确.
综上,②④正确,故选B.]
对点演练
3.D [由题意得,三倍点所在的直线为y=3x,
在-3<x<1的范围内,二次函数y=-x2-x+c的图象上至少存在一个“三倍点”,
即在-3<x<1的范围内,二次函数y=-x2-x+c和y=3x的图象至少有一个交点,
令3x=-x2-x+c,整理得,x2+4x-c=0,
则Δ=b2-4ac=16+4c≥0,解得c≥-4,
把x=-3代入y=-x2-x+c得y=-6+c,代入y=3x得y=-9,
∴-9>-6+c,解得c<-3;
把x=1代入y=-x2-x+c得y=-2+c,代入y=3x得y=3,
∴3>-2+c,解得c<5,
综上,c的取值范围为-4≤c<5.故选D.]
4.B [由题意,∵对称轴是直线x=1,a<0,
∴当x<1时,y随x的增大而增大.
∵-2<-1,抛物线过点(-2,0),
∴当x=-1时y=a-b+c>0,故①正确.
∵a<0,
∴抛物线开口向下.
又点(-3,y1),(2,y2),(6,y3)均在该二次函数图象上,且点(6,y3)到对称轴的距离最大,点(2,y2)到对称轴的距离最小,
∴y3<y1<y2,②错误.
∵方程ax2+bx+c+1=0的两实数根为x1,x2,
∴抛物线y=ax2+bx+c与直线y=-1的交点的横坐标为x1,x2.
由抛物线对称性可得抛物线与x轴另一交点坐标为(4,0),
∴抛物线与x轴交点坐标为(-2,0),(4,0),
∵抛物线开口向下,x1<x2,
∴x1<-2,x2>4,故③正确.
∵-=1,
∴b=-2a.
∵4a-2b+c=0,
∴c=2b-4a=-8a,
∵抛物线的最大值为a+b+c,
∴若m为任意实数,则am2+bm+c≤a+b+c=a-2a-8a=-9a,
∴am2+bm+c≤-9a,故④正确.故选B.]
典例3 k≥3 [将抛物线y=x2-6x+12向下平移k个单位长度得y=x2-6x+12-k,
∵平移后得到的抛物线与x轴有公共点,
∴Δ=b2-4ac≥0,
∴(-6)2-4×1×(12-k)≥0,
解得k≥3,故答案为k≥3.]
对点演练
5.A [y=x2+2x=(x+1)2-1,
将抛物线y=x2+2x向下平移2个单位后,所得新抛物线的顶点式为y=(x+1)2-3.故选A.]
6.< [∵y=x2-2x+1=(x-1)2,
∴二次函数y=x2-2x+1的图象向左平移两个单位得到抛物线C的函数关系式为y=(x-1+2)2,即y=(x+1)2,
∵点P(2,y1),Q(3,y2)在抛物线C上,∴y1=9,y2=16,
∴y1<y2.]
典例4 解:(1)由题意,∵二次函数为y=x2+bx+c,
∴抛物线的对称轴为直线x=-.
∴b=1.
∴抛物线为y=x2+x+c.
又图象经过点A(-2,5),
∴4-2+c=5.
∴c=3.
∴二次函数的表达式为y=x2+x+3.
(2)由题意,∵点B(1,7)向上平移2个单位长度,向左平移m(m>0)个单位长度,
∴平移后的点为(1-m,9).
又(1-m,9)在y=x2+x+3的图象上,
∴9=(1-m)2+(1-m)+3.
∴m=4或m=-1(舍去).
∴m=4.
(3)由题意,当n<-时,
最大值与最小值的差为5-[2+]=,
∴n=-,不符合题意,舍去;
当-≤n≤1 时,
最大值与最小值的差为5-,符合题意;
当n>1时,最大值与最小值的差为2+,解得 n1=1 或 n2=-2,不符合题意.
综上所述,n的取值范围为-≤n≤1.
对点演练
7.D [根据题意可知抛物线开口向上,又知顶点为(1,3),根据抛物线的顶点式,故选D.]
8.y=-x2+2x+3 [根据题意设抛物线解析式为y=a(x+1)(x-3),
将点C(0,3)代入,得-3a=3,
解得a=-1,
∴y=-(x+1)(x-3)=-x2+2x+3.]
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第四节 二次函数的图象与性质
考点一 二次函数的概念
一般地,形如________(a,b,c为常数,a≠0)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.
考点二 二次函数的图象与性质
1.二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象与性质
a>0
a<0
图象
开口方向
向____
向____
顶点坐标
__________
对称轴
直线x=________
增减性
当x<-时,y随x的增大而____;当x>-时,y随x的增大而______
当x<-时,y随x的增大而________;当x>-时,y随x的增大而______
最值
当x=-时,y有最小值______
当x=-时,y有最____值________
2.二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象与系数的关系
a
决定抛物线的开口方向及开口大小:
当a>0时,抛物线开口_____________________;
当a<0时,抛物线开口_______________________
a,b
决定对称轴的位置:
当a,b同号时,-<0,对称轴在y轴________;
当b=0时,-=0,对称轴为______;
当a,b异号时,->0,对称轴在y轴______
c
决定抛物线与____交点的位置:
当c>0时,抛物线与y轴的交点在______上;
当c=0时,抛物线经过____;
当c<0时,抛物线与y轴的交点在______上
b2-4ac
决定抛物线与____的交点个数:
当b2-4ac>0时,抛物线与x轴有______个交点;
当b2-4ac=0时,抛物线与x轴有______个交点;
当b2-4ac<0时,抛物线与x轴______交点
考点三 二次函数的表达式与平移
1.二次函数的表达式
(1)一般式:________(a,b,c为常数,a≠0).
(2)顶点式:y=a(x-h)2+k(a≠0),其中二次函数的顶点坐标是________,对称轴是直线________.
(3)交点式:若已知抛物线与x轴的交点坐标为(x1,0),(x2,0),则抛物线的表达式为y=a(x-x1)(x-x2)(a≠0).
2.抛物线的平移
抛物线平移前后的形状不变,开口方向和大小都不变,抛物线平移前后的顶点遵循“左____右____,上____下____”的规律.
考点四 二次函数与一元二次方程及不等式
1.二次函数与一元二次方程
二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象与x轴交点的横坐标是一元二次方程ax2+bx+c=0的根.
当Δ=b2-4ac________0时,方程有两个不等的实数根;
当Δ=b2-4ac________0时,方程有两个相等的实数根;
当Δ=b2-4ac________0时,方程无实数根.
2.二次函数与不等式
抛物线y=ax2+bx+c在x轴上方部分点的纵坐标都为正,所对应的x的值就是不等式ax2+bx+c>0的解集;在x轴下方部分点的纵坐标均为负,所对应的x的值就是不等式ax2+bx+c<0的解集.
1.下列y关于x的函数中,属于二次函数的是( )
A.y=x-1 B.y=
C.y=-2x2+1 D.y=(x-1)2-x2
2.已知函数y=a(x-h)2+k,其中a<0,h>0,k<0,则下列图象正确的是( )
A B
C D
3.(青岛版九下P49习题5.6T1改编)二次函数y=2x2+3x+1的图象与x轴交点的个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.1或2
4.(人教版九上P39探究改编)已知二次函数y=ax2+bx+c,当x=-1时,y=10;当x=1时,y=4;当x=2时,y=7,则y与x之间的关系是__________.
5.若A(-1,y1),B(-2,y2),C(1,y3)为二次函数y=x2+4x-5图象上的三点,则y1,y2,y3的大小关系是________.
命题点1 二次函数的图象与性质
【典例1】 (2024·贵州)
如图,二次函数y=ax2+bx+c的部分图象与x轴的一个交点的横坐标是-3,顶点坐标为(-1,4),则下列说法正确的是( )
A.二次函数图象的对称轴是直线x=1
B.二次函数图象与x轴的另一个交点的横坐标是2
C.当x<-1时,y随x的增大而减小
D.二次函数图象与y轴的交点的纵坐标是3
[听课记录]
解答有关二次函数图象与性质的问题时,要抓住抛物线的对称轴、顶点坐标、开口方向,与x轴、y轴的交点,特殊点,对称点等;通常采用把已知点坐标代入函数表达式中找出a,b,c间的关系;通过对称轴x=-,确定a,b之间的关系;判断与x轴的交点情况则利用判别式b2-4ac进行判断.
[对点演练]
1.(2024·甘孜州)二次函数y=ax2+bx+c(a>0)的图象如图所示,给出下列结论:①c<0;②->0;③当-1<x<3时,y<0.其中所有正确结论的序号是( )
A.①② B.①③
C.②③ D.①②③
2.(2023·临沂)小明利用学习函数获得的经验研究函数y=x2+的性质,得到如下结论:
①当x<-1时,x越小,函数值越小;
②当-1<x<0时,x越大,函数值越小;
③当0<x<1时,x越小,函数值越大;
④当x>1时,x越大,函数值越大.
其中正确的是________(只填写序号).
命题点2 二次函数的图象与系数a,b,c的关系
【典例2】 (2023·聊城)已知二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的部分图象如图所示,图象经过点(0,2),其对称轴为直线x=-1.下列结论:①3a+c>0;②若点(-4,y1),(3,y2)均在二次函数图象上,则y1>y2;③关于x的一元二次方程ax2+bx+c=-1有两个相等的实数根;④满足ax2+bx+c>2的x的取值范围为-2<x<0.其中正确结论的个数为( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
[听课记录]
[对点演练]
3.(2023·菏泽)若一个点的纵坐标是横坐标的3倍,则称这个点为“三倍点”,如:A(1,3),B(-2,-6),C(0,0)等都是“三倍点”.在-3<x<1的范围内,若二次函数y=-x2-x+c的图象上至少存在一个“三倍点”,则c的取值范围是( )
A.-≤c<1 B.-4≤c<-3
C.-≤c<6 D.-4≤c<5
4.(2024·聊城二模)已知二次函数y=ax2+bx+c(a<0)的图象与x轴的一个交点坐标为(-2,0),对称轴为直线x=1,下列结论中:①a-b+c>0;②若点(-3,y1),(2,y2),(6,y3)均在该二次函数图象上,则y1<y3<y2;③方程ax2+bx+c+1=0的两个实数根为x1,x2,且x1<x2,则x1<-2,x2>4;④若m为任意实数,则am2+bm+c≤-9a.正确结论的序号为( )
A.①②④ B.①③④
C.②③④ D.①③
命题点3 二次函数图象的平移问题
【典例3】 (2024·济宁)将抛物线y=x2-6x+12向下平移k个单位长度.若平移后得到的抛物线与x轴有公共点,则k的取值范围是________.
[听课记录]
解决抛物线的平移问题,一般有两种解决方法,一是将问题转化为顶点的平移问题解决;二是直接利用抛物线的平移规律“左加右减,上加下减”解决.
[对点演练]
5.(2024·内蒙古包头)将抛物线y=x2+2x向下平移2个单位后,所得新抛物线的顶点式为( )
A.y=(x+1)2-3 B.y=(x+1)2-2
C.y=(x-1)2-3 D.y=(x-1)2-2
6.(2024·四川内江)已知二次函数y=x2-2x+1的图象向左平移两个单位得到抛物线C,点P(2,y1),Q(3,y2)在抛物线C上,则y1________y2(填“>”或“<”).
命题点4 待定系数法求二次函数
表达式
【典例4】 (2024·浙江)已知二次函数y=x2+bx+c(b,c为常数)的图象经过点A(-2,5),对称轴为直线x=-.
(1)求二次函数的表达式;
(2)若点B(1,7)向上平移2个单位长度,向左平移m(m>0)个单位长度后,恰好落在y=x2+bx+c的图象上,求m的值;
(3)当-2≤x≤n时,二次函数y=x2+bx+c的最大值与最小值的差为,求n的取值范围.
[听课记录]
在利用待定系数法求二次函数关系式时,要根据题目给定的条件,选择恰当的方法设出关系式,从而代入数值求解.一般地,当已知抛物线上三点时,常选择一般式,用待定系数法列三元一次方程组来求解;当已知抛物线的顶点或对称轴时,常设其解析式为顶点式来求解;当已知抛物线与x轴有两个交点时,可选择设其解析式为交点式来求解.
[对点演练]
7.(2024·曲阜一模)在平面直角坐标系xOy中,抛物线的顶点是(1,3),当x>1时,y随x的增大而增大,则抛物线解析式可以是( )
A.y=-2(x+1)2+3
B.y=2(x+1)2+3
C.y=-2(x-1)2+3
D.y=2(x-1)2+3
8.已知抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴、y轴分别相交于A(-1,0),B(3,0),C(0,3)三点.则该二次函数的表达式是________.
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