内容正文:
2025年九上数学第11周《二次函数1》
【知识梳理】
1.定义与表达式
①二次函数的一般式为 ,其中 决定开口方向和大小, 影响对称轴位置, 确定与y轴交点。
②顶点式为 ,顶点坐标为 。
③交点式为 ,适用于已知与 轴交点的情况。
2.图像与性质
二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图像是抛物线,对称轴为直线 ,顶点坐标为
当 时,抛物线开口向上;当 时,开口向下。
抛物线与y轴交于点 ,与 轴交点个数由判别式决定: 时有两个交点, 时有一个交点, 时无交点。
3.公式推导(把下列一般式转化为顶点式,并写出顶点坐标公式)
y=ax2+bx+c
【知识点1.二次函数的图象与性质】
1.下列函数中,是二次函数的是( )
A.y=2x+1 B.y=x2﹣1 C. D.y=x3+x2﹣1
2.已知二次函数y=ax2+(b+1)x+c的图象如图所示,则函数y=ax2+bx+c的图象可能是( )
A.B.C.D.
3.抛物线y=﹣x2+2的开口方向、对称轴、顶点坐标分别是( )
A.向上、y轴、(0,2) B.向下、y轴、(0,2)
C.向上、y轴、(2,0) D.向下、直线x=2、(2,0)
4.将二次函数y=x2﹣2x+3化为y=(x+h)2+k的形式,则y= ;此抛物线的顶点坐标是 ;当x= 时,y有最 值 .
5.已知二次函数y=﹣(x﹣m)2+m2+1(m是常数).
(1)若m=﹣1,
①该函数的顶点坐标为 ;
②当﹣2≤x≤2时,该函数的最大值 ;
③当1≤x≤3时,该函数的最大值为 ;
(2)当﹣2≤x≤1时,该函数的最大值为4,则常数m的值为 .
6.已知二次函数y=2ax2+4ax﹣3(a≠0)
(1)该函数图象的对称轴是 ;
(2)无论a取何值,该函数的图象都经过两个定点,直接写出这两个定点的坐标;
(3)若点M(﹣3,m),N(2,n)在该函数图象上,比较m,n的大小并说明理由.
7.对于三个不相等的实数a,b,c,我们规定符号max{a,b,c}表示a,b,c中的最大值,如:max{﹣1,0,2}=2.
(1)若max{1,2x,x2+3}=7,求x的值;
(2)当0<x<1时,max{x,kx+1,x2}=kx+1,直接写出k的取值范围.
【知识点2. 二次函数图象与系数的关系】
8.已知二次函数y=ax2+bx+c的图象如图所示,则下列结论正确的是( )
A.a>0,b<0,c>0,b2﹣4ac>0 B.a>0,b>0,c<0,b2﹣4ac=0
C.a<0,b<0,c>0,b2﹣4ac<0 D.a<0,b>0,c>0,b2﹣4ac>0
9.如图,已知二次函数y=ax2+bx+c(a、b、c为常数,且a≠0)的图象顶点为P(1,m),经过点A(2,1);有以下结论:①a<0;②abc>0;③4a+2b+c<1;④x>1时,y随x的增大而减小;⑤对于任意实数t,总有at2+bt≤a+b,其中正确的有( )
A.①②③ B.②③④ C.③④⑤ D.①④⑤
10.已知二次函数y=(x+2)(x﹣m)(m为常数).
(1)该函数的图象的顶点坐标是 .(用含m的代数式表示)
(2)已知A(﹣1,y1),B(3,y2)是该函数图象上的点.若y1<y2,求m的取值范围.
11.已知二次函数y=x2﹣2mx+m2﹣m+2,线段AB的两个端点分别为A(﹣3,m),B(1,m),线段AB与该抛物线只有一个公共点C.
(1)求m的取值范围;
(2)求线段BC长度的最大值,并求出此时m的值.
【知识点3.二次函数图象上点的坐标特征】
12.如图,在平面直角坐标系中,经过(﹣1,0)、(3,0)的二次函数y1的图象交y轴于点A,经过(﹣1,0)的一次函数y2的图象交y轴于点B.若OA=OB,则函数的图象是( )
A.B.C.D.
13.若二次函数y=﹣(x﹣3)2+2的图象过A(﹣1,y1),B(1,y2),C(4,y3)三点,则y1,y2,y3的大小关系是 .(用“<”连接).
14.已知点A(﹣1,4)、B(3,4)、C(4,4)、D(3,﹣1),一条抛物线经过其中三点,则不在该抛物线上的点是点 .
15.已知二次函数y=ax2﹣2ax﹣3a(a为常数,且a≠0)的图象与y轴正半轴交于一点.
(1)画出一个满足条件的函数图象(要求:只需画出函数的大致图象,但需标注必要的数量);
(2)写出该函数的两个不同类型的结论;
(3)若点A(m,y1) B(n,y2)(m、n为常数,且m<n)在该函数图象上,比较y1与y2的大小.
【知识点4.二次函数的最值】
16.当a≤x≤a+2时,二次函数y=x2+2ax﹣3的最大值与最小值的差为,则实数a的值为 .
17.已知x+y=2.若,y≤2,则x2+y2的取值范围是 .
18.求证:周长为a的矩形中,正方形的面积最大.请建立二次函数关系解决上述问题.
19.已知周长为acm(a为定值)的矩形的一边长y(cm)与它的邻边长x(cm)之间的函数图象如图所示.
(1)a的值为 ;
(2)当x为何值时,该矩形的面积最大?最大面积是多少?
【知识点5.抛物线与x轴的交点】
20.若函数y=mx2﹣4x+1的图象与x轴有公共点,则m的范围是 .
21.把二次函数y=x2+4x+m的图象向上平移1个单位长度,再向右平移3个单位长度,如果平移后所得抛物线与坐标轴有且只有一个公共点,那么m应满足条件: .
22.如图,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴的正半轴交于点E.矩形ABCD的边AB在线段OE上,点C、D在抛物线上,则矩形ABCD周长的最大值为 .
23.如图,已知抛物线经过A,C,B三点,点A的坐标为(﹣1,0),点B的坐标为(2,0),点C的坐标为(0,﹣2).
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)将抛物线的图象向上平移m(m>0)个单位后恰与坐标轴有两个公共点,则m的值为 .
【巩固练习】
1.在同一平面直角坐标系中,函数和的图象可能是
A.B. C. D.
2.已知,,是二次函数的图象上的三个点,则,,的大小关系为
A. B. C. D.
3.关于的函数是二次函数,则的值是 .
4.若二次函数的图象,经过,,,,三点,,大小关系是 (用“”连接).
5.已知二次函数,当时,随的增大而减小,则的取值范围为 .
6.已知二次函数,为常数,的最大值为2,写出一组符合条件的和的值: .
7.已知二次函数的图象如图所示.
(1)求该抛物线的顶点坐标;
(2)将该抛物线进行左右平移,使其经过坐标原点,请直接写出平移的方法.
参考答案与试题解析
一.二次函数的定义(共1小题)
1.下列函数中,是二次函数的是( )
A.y=2x+1 B.y=x2﹣1 C. D.y=x3+x2﹣1
【解答】解:y=2x+1,y,y=x3+x2﹣1不符合二次函数的定义,它们不是二次函数;
y=x2﹣1符合二次函数的定义,它是二次函数;
故选:B.
二.二次函数的图象(共1小题)
2.已知二次函数y=ax2+(b+1)x+c的图象如图所示,则函数y=ax2+bx+c的图象可能是( )
A.B. C.D.
【解答】解:根据二次函数y=ax2+(b+1)x+c图象得出a<0,c>0,
∴0,
∴,即,
∴抛物线y=ax2+bx+c的对称轴在抛物线y=ax2+(b+1)x+c对称轴的左侧,
设抛物线y=ax2+(b+1)x+c与x轴有两个交点为(x1,0),(x2,0),
∵x1<0,x2>0,|x1|<|x2|,
∴直线y=﹣x与抛物线y=ax2+bx+c的两点交点的横坐标为x1,x2,且x1<0,x2>0,|x1|<|x2|,
∴函数y=ax2+bx+c的图象可能是B,
故选:B.
三.二次函数的性质(共5小题)
3.抛物线y=﹣x2+2的开口方向、对称轴、顶点坐标分别是( )
A.向上、y轴、(0,2) B.向下、y轴、(0,2)
C.向上、y轴、(2,0) D.向下、直线x=2、(2,0)
【解答】解:∵a=﹣1<0,
∴其开口向下;对称轴为y轴;
当x=0时,y=2,故顶点坐标为(0,2);
故选:B.
4.将二次函数y=x2﹣2x+3化为y=(x+h)2+k的形式,则y= (x﹣1)2+2 ;此抛物线的顶点坐标是 (1,2) ;当x= 1 时,y有最 小 值 2 .
【解答】解:利用配方法将二次函数配成顶点式可得:y=x2﹣2x+3=(x﹣1)2+2,
此抛物线的顶点坐标为(1,2),
当x=1时,y有最小值2,
(1)若max{1,2x,x2+3}=7,求x的值;
(2)当0<x<1时,max{x,kx+1,x2}=kx+1,直接写出k的取值范围.
【解答】解:(1)∵max{1,2x,x2+3}=7,
∴2x=7或x2+3=7,
当2x=7时,x,
则x2+337,不合题意,
当x2+3=7时,x=2或﹣2,
则x=2时,2x=4<7,x=﹣2时,2x=﹣4<7,符合题意;
∴若max{1,2x,x2+3}=7,x的值为2或﹣2;
(2)∵0<x<1,
∴x﹣x2=x(1﹣x)>0,
∴x>x2,
∵max{x,kx+1,x2}=kx+1,
∴kx+1≥x,
对于y=x,当x=1时,y=1,
由题意可知直线y=x与直线y=kx+1的交点坐标为(1,1),
所以k的取值范围是:k≥0.
四.二次函数图象与系数的关系(共4小题)
8.已知二次函数y=ax2+bx+c的图象如图所示,则下列结论正确的是( )
A.a>0,b<0,c>0,b2﹣4ac>0
B.a>0,b>0,c<0,b2﹣4ac=0
C.a<0,b<0,c>0,b2﹣4ac<0
D.a<0,b>0,c>0,b2﹣4ac>0
【解答】解:∵抛物线开口向下,
∴a<0,
∵抛物线与y轴交于正半轴,
∴c>0,
又∵对称轴,
∴b>0,
∵抛物线与x轴有两个不同的交点,
∴二次方程ax2+bx+c=0有两个不同的根,即b2﹣4ac>0,
故选:D.
9.如图,已知二次函数y=ax2+bx+c(a、b、c为常数,且a≠0)的图象顶点为P(1,m),经过点A(2,1);有以下结论:①a<0;②abc>0;③4a+2b+c<1;④x>1时,y随x的增大而减小;⑤对于任意实数t,总有at2+bt≤a+b,其中正确的有( )
∴﹣1﹣m<15﹣5m,
解得m<4;
方法二:∵A(﹣1,y1)关于x对称点为(m﹣1,y1),
∴3>m﹣1,
∴m<4;
方法三:∵a>0,开口向上,且﹣1<3,y1<y2,
∴,
∴m<4.
11.已知二次函数y=x2﹣2mx+m2﹣m+2,线段AB的两个端点分别为A(﹣3,m),B(1,m),线段AB与该抛物线只有一个公共点C.
(1)求m的取值范围;
(2)求线段BC长度的最大值,并求出此时m的值.
【解答】解:(1)根据题意:∵A(﹣3,m),B(1,m),
∴线段AB:y=m(﹣3≤x≤1),
与y=x2﹣2mx+m2﹣m+2联立,
得x2﹣2mx+m2﹣2m+2=0,
令y'=x2﹣2mx+m2﹣2m+2,
若抛物线y'=x2﹣2mx+m2﹣2m+2与线段AB只有1个公共点,
即函数y在﹣3≤x≤1范围内与线段AB只有一个交点,
当x=﹣3时,y=m2+4m+11>0,
∵Δ>0,
∴此种情况不存在,
当x=1时,y=m2﹣4m+3≤0,
∴1≤m≤3;
(2)联立,
可得x2﹣2mx+m2﹣2m+2=0,
设方程的解为x1,x2,根据韦达定理x1+x2=2m,x1x2=m2﹣2m+2,
∵线段AB与抛物线只有一个公共点C,且B(1,m),
∴BC=|x﹣1|(x为公共点C的横坐标),
由x2﹣2mx+m2﹣2m+2=0,
可得(x﹣m)2=2m﹣2,
解得x=m,
∵x∈[﹣3,1],且1≤m<3,
∴x=m,
则BC=1﹣(m)=1﹣m,
令t,
∵1≤m<3,
∴t∈[0,2),且m,
则BC=1t(t﹣1)2,
这是一个关于t的二次函数,二次项系数0,图象开口向下,在t=1时取得最大值,
当t=1时,1,两边平方得2m﹣2=1,解得m,
此时BC的最大值为,
综上,线段BC长度的最大值为,此时m的值为.
五.二次函数图象上点的坐标特征(共4小题)
12.如图,在平面直角坐标系中,经过(﹣1,0)、(3,0)的二次函数y1的图象交y轴于点A,经过(﹣1,0)的一次函数y2的图象交y轴于点B.若OA=OB,则函数的图象是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:由题意可知二次函数y1=a(x+1)(x﹣3)=ax2﹣2ax﹣3a,
∴A(0,﹣3a),
∴OA=﹣3a,
∵OA=OB,
∴B(0,3a),
设一次函数y2=kx+3a,
∵经过(﹣1,0),
∴﹣k+3a=0,
∴k=3a,
∴y2=3ax+3a,
∴函数 ,
∵函数y是直线,且过点(3,0),(0,﹣1),
∴函数的图象是A,
故选:A.
13.若二次函数y=﹣(x﹣3)2+2的图象过A(﹣1,y1),B(1,y2),C(4,y3)三点,则y1,y2,y3的大小关系是 y1<y2<y3 .(用“<”连接).
【解答】解:∵y=﹣(x﹣3)2+2,
∴图象的开口向下,对称轴是直线x=3,
A(4,y3))关于直线x=3的对称点是(2,y3),
∵﹣1<1<2<3,
在对称轴的左侧y随x的增大而增大,
∴y1<y2<y3,
故答案为:y1<y2<y3,.
14.已知点A(﹣1,4)、B(3,4)、C(4,4)、D(3,﹣1),一条抛物线经过其中三点,则不在该抛物线上的点是点 B .
【解答】解:点A(﹣1,4)、B(3,4)、C(4,4)的纵坐标相同,故三点中有一点不在同一条抛物线,
B(3,4)、D(3,﹣1)的横坐标相同,故两点中有一点不在同一条抛物线,
所以,不在该抛物线上的点是点B.
故答案为:B.
15.已知二次函数y=ax2﹣2ax﹣3a(a为常数,且a≠0)的图象与y轴正半轴交于一点.
(1)画出一个满足条件的函数图象(要求:只需画出函数的大致图象,但需标注必要的数量);
(2)写出该函数的两个不同类型的结论;
(3)若点A(m,y1) B(n,y2)(m、n为常数,且m<n)在该函数图象上,比较y1与y2的大小.
【解答】解:(1)∵二次函数y=ax2﹣2ax﹣3a(a为常数,且a≠0)的图象与y轴正半轴交于一点,
∴﹣3a>0,即a<0,
∴抛物线开口向下,
∵y=ax2﹣2ax﹣3a=a(x﹣3)(x+1),
∴二次函数y=ax2﹣2ax﹣3a(a为常数,且a≠0)的图象与x轴的交点为(﹣1,0)和(3,0),
画出函数的大致图象:
;
(2)由(1)可知函数y=ax2﹣2ax﹣3a的图象开口向下,
∴函数有最大值;
由函数y=ax2﹣2ax﹣3a可知对称轴为直线x1,
∴当x>1时,y随x的增大而减小;
(3)点A(m,y1) B(n,y2)(m、n为常数,且m<n)在该函数图象上,
若1时,y1=y2;
若1时,y1<y2;
若1时,y1>y2.
六.二次函数的最值(共4小题)
16.当a≤x≤a+2时,二次函数y=x2+2ax﹣3的最大值与最小值的差为,则实数a的值为 或 .
【解答】解:y=x2+2ax﹣3=(x+a)2﹣3﹣a2,
当x=﹣a时,y=﹣3﹣a2,当x=a时,y=3a2﹣3,当x=a+2时,y=3a2+8a+1,
①当﹣a≤a≤a+2时,a≥0,
此时,当x=a时,y取最小值,当x=a+2时,y取最大值,
∴y最大值=3a2+8a+1,y最小值=3a2﹣3,
【解答】解:(1)∵周长为acm(a为定值)的矩形的一边长y(cm)与它的邻边长x(cm),
∴a=2(x+y),
∵当x=12时,y=10,
∴a=2(12+10)=44.
故答案为:44cm;
(2)∵由(1)知,a=44cm,a=2(x+y),
∴y=22﹣x,
∴S矩形=xy=x(22﹣x)=﹣x2+22x(x>0),
∴当x11时,S矩形最大=﹣112+22×11=121(cm2).
答:当x=11cm时,该矩形的面积最大,最大面积是121cm2.
七.抛物线与x轴的交点(共4小题)
20.若函数y=mx2﹣4x+1的图象与x轴有公共点,则m的范围是 m≤4 .
【解答】解:当m=0时,y=﹣4x+1,此时是一次函数,与x轴有公共点;
当m≠0时,y=mx2﹣4x+1是二次函数,
∵函数与x轴有一个公共点,
∴Δ=(﹣4)2﹣4m≥0,
∴m≤4,
∴函数y=mx2﹣4x+1的图象与x轴有公共点,则m的范围是m≤4.
故答案为:m≤4.
21.把二次函数y=x2+4x+m的图象向上平移1个单位长度,再向右平移3个单位长度,如果平移后所得抛物线与坐标轴有且只有一个公共点,那么m应满足条件:m>3 .
【解答】解:∵把二次函数y=x2+4x+m=(x+2)2+m﹣4的图象向上平移1个单位长度,再向右平移3个单位长度,
∴平移后的解析式为:y=(x+2﹣3)2+m﹣4+1,
∴平移后的解析式为:y=x2﹣2x+m﹣2,
∴对称轴为直线x=1,
∵平移后所得抛物线与坐标轴有且只有一个公共点,
∴Δ=4﹣4(m﹣2)<0,
∴m>3,
故答案为:m>3.
22.如图,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴的正半轴交于点E.矩形ABCD的边AB在线段OE上,点C、D在抛物线上,则矩形ABCD周长的最大值为 13 .
【解答】解:设点D的横坐标是m,
∴点D的纵坐标是m2﹣3m.
∴AD=3mm2.
又抛物线的对称轴是直线x3,
∴C的横坐标为3﹣(m﹣3)=6﹣m.
∴CD=2m﹣6.
∴矩形ABCD的周长L=2(3mm2+2m﹣6)=﹣m2+10m﹣12=﹣(m﹣5)2+13.
∴当m=5时,周长L有最大值13.
故答案为:13.
23.如图,已知抛物线经过A,C,B三点,点A的坐标为(﹣1,0),点B的坐标为(2,0),点C的坐标为(0,﹣2).
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)将抛物线的图象向上平移m(m>0)个单位后恰与坐标轴有两个公共点,则m的值为 .
【解答】解:(1)设抛物线的函数表达式为y=a(x+1)(x﹣2),
将(0,﹣2)代入y=a(x+1)(x﹣2),
得﹣2a=﹣2,
解得a=1,
∴抛物线的函数表达式为y=(x+1)(x﹣2)=x2﹣x﹣2.
(2)将抛物线的图象向上平移m个单位后,得到的抛物线的函数表达式为y=x2﹣x﹣2+m,
∵此抛物线与坐标轴有两个公共点,
∴抛物线y=x2﹣x﹣2+m与x轴只有一个交点,
即方程x2﹣x﹣2+m=0有两个相等的实数根,
∴Δ=(﹣1)2﹣4×1×(﹣2+m)=9﹣4m=0,
解得m.
故答案为:.
24.在同一平面直角坐标系中,函数和的图象可能是
A. B.
C. D.
【解答】解:.由函数的图象可知,即函数开口方向朝上,与图象不符,故选项错误;
.由函数的图象可知,即函数开口方向朝上,称轴为,则对称轴应在轴左侧与图象不符,故选项错误;
.由函数的图象可知,即函数开口方向朝下,故选项错误;
.由函数的图象可知,即函数开口方向朝上,对称轴为则对称轴应在轴左侧,与图象相符,故选项正确.
故选:.
25.已知,,是二次函数的图象上的三个点,则,,的大小关系为
A. B. C. D.
【解答】解:二次函数的对称轴为直线,
,
抛物线开口向下,
点、、到对称轴的距离分别为2、1、3,
.
故选:.
26.关于的函数是二次函数,则的值是 .
【解答】解:由题意得:,,
;
故答案为:.
27.若二次函数的图象,经过,,,,三点,,大小关系是 (用“”连接).
【解答】解:,
图象的开口向上,对称轴是直线,
当时,随的增大而增大,
关于直线的对称点是,
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