内容正文:
二次函数图象及性质
一、核心知识点梳理
(一)定义与解析式
二次函数定义:一般地,形如 y=ax2+bx+c(a、b、c 为常数,且 a≠0)的函数,叫做二次函数。其中 x 是自变量,y 是因变量,自变量 x 的最高次数为 2。
三种常见解析式及转化:
一般式:y=ax2+bx+c( a≠0),适用于已知任意三点坐标求解析式;
顶点式:y=a(x−h)2+k( a≠0),其中 (h,k) 是抛物线的顶点坐标,适用于已知顶点、对称轴或最值求解析式;
交点式(两根式):y=a(x−x1)(x−x2)( a≠0),其中 x1、x2 是抛物线与 x 轴交点的横坐标,适用于已知抛物线与 x 轴交点求解析式
自变量取值范围:一般情况下可取全体实数;若涉及实际问题(如面积、利润、高度等),需结合实际意义限定取值(如长度为正、时间非负等)。
(二)图象与画法
图象形状:二次函数的图象是一条抛物线,具有对称性,对称轴是抛物线的 “对称轴”,顶点是抛物线的最高点或最低点。
图象开口方向与 a 的关系:
当 a>0 时,抛物线开口向上,有最低点(顶点),函数有最小值;
当 a<0 时,抛物线开口向下,有最高点(顶点),函数有最大值;
∣a∣ 越大,抛物线开口越陡峭;∣a∣ 越小,抛物线开口越平缓。
对称轴、顶点坐标求解:
对称轴:一般式中,对称轴为直线 x=−;顶点式中,对称轴为直线 x=h;
顶点坐标:一般式中,顶点横坐标为−,纵坐标代入解析式求得,即 (−,);顶点式中,顶点坐标为 (h,k)。
描点法画图步骤:① 确定对称轴、顶点坐标;② 选取对称轴两侧对称的点(如与 y 轴交点 (0,c)、与 x 轴交点,或对称轴两侧的整数点);③ 精准描点,用平滑曲线连接,形成抛物线(实际问题需根据取值范围截取部分图象)。
(三)核心性质(围绕 a、b、c 及顶点、对称轴)
增减性(中考基础题高频):
当 a>0 时,在对称轴左侧(x<−),y 随 x 的增大而减小;在对称轴右侧(x>−),y 随 x 的增大而增大;
当 a<0 时,在对称轴左侧(x−),y 随 x 的增大而增大;在对称轴右侧(x>−),y 随 x 的增大而减小。
最值:
当 a>0 时,函数在顶点处取得最小值,最小(或 k);
当 a<0 时,函数在顶点处取得最大值,最大(或 k);
若有自变量取值范围限制,需结合取值范围与对称轴的位置,判断最值在顶点或端点处取得。
a、b、c 的几何意义:
a:决定开口方向和开口大小(如上述);
b:与 a 共同决定对称轴位置(“左同右异”:对称轴在 y 轴左侧,a、b 同号;对称轴在 y 轴右侧,a、b 异号;对称轴为 y 轴,b=0);
c:抛物线与 y 轴交点的纵坐标(交点坐标为 (0,c)),c>0 交正半轴,c<0 交负半轴,c=0 过原点。
二、易错点辨析(中考高频易错,规避丢分)
忽视二次项系数限制:忘记 a≠0 的前提,判断函数类型时误将 a=0 的情况归为二次函数。
对称轴公式记错:混淆对称轴公式 x=−,符号出错(常见漏写负号)。
顶点坐标计算错误:一般式求顶点纵坐标时,误用公式 (符号颠倒),或代入解析式时计算失误。
“左同右异” 理解偏差:判断对称轴位置时,混淆 a、b 符号关系,导致对称轴方向判断错误。
最值求解忽略自变量范围:仅默认顶点为最值点,未结合实际问题中自变量的取值范围,导致最值计算错误(如自变量范围在对称轴一侧,最值在端点处)。
数形结合误区:求解不等式解集时,未结合开口方向,直接根据 “上下方” 确定解集,导致方向颠倒。
解析式转化失误:顶点式、交点式转化为一般式时,展开或整理过程中符号出错、漏项。
3、 同步练习
1.二次函数的图象的顶点坐标是( )
A. B. C. D.
2.已知二次函数,则该二次函数图象的对称轴为( )
A. 直线 B. 直线
C. 直线 D. 直线
3.已知点在抛物线上,则点关于抛物线对称轴的对称点坐标
是( )
A. B. C. D.
4.若抛物线的开口方向向下,交轴于正半轴,则抛物线的顶点位于( )
A. 第一象限 B. 第二象限 C. 第三象限 D. 第四象限
5.关于的二次函数的图象可能是( )
B. C. D.
6.二次函数为常数图象的顶点的纵坐标的最大值为( )
A. B. C. D.
7.已知一个二次函数
的自变量与函数的几组对应值如下表:
…
0
3
5
…
…
0
…
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. 当时,的值随值的增大而减小
C. 图象经过第二、三、四象限
D. 图象的对称轴是直线
8.已知点,在抛物线上,若,则下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
9.(2025陕西)在平面直角坐标系中,二次函数的图象与轴有两个交点,且这两个交点分别位于轴两侧,则下列关于该函数的结论正确的是( )
A. 图象的开口向下
B. 当时,的值随值的增大而增大
C. 函数的最小值小于
D. 当时,
10.已知二次函数的图象如图所示,则( )
A. B.
C. D.
11.已知函数,当时,随的增大而 .(填“增大”或“减小”)
12.已知二次函数的图象经过点,,若,则的取值范围是 .
13.若抛物线是常数与轴没有交点,则的取值范围是 .
14.已知抛物线经过,,,四点,则与的大小关系是 (填“”“”或“”).
15.如图,在平面直角坐标系中,抛物线与轴相交于点,,点的坐标为,若点在抛物线上,则的长为 .
16.抛物线在上的最大值为1,则的值为 .
17.(2025连云港)已知二次函数,为常数.
(1) 若该二次函数的图象与直线有两个交点,求的取值范围;
(2) 若该二次函数的图象与轴有交点,求的值;
(3) 求证:该二次函数的图象不经过原点.
参考答案
1. B 【解析】∵题干所给二次函数表达式为顶点式,即y=a(x-h)2+k,(h,k)为该抛物线顶点坐标,∴二次函数y=-(x+1)2-3的图象的顶点坐标是(-1,-3).
2. B 【解析】二次函数图象的对称轴为直线x=-=-1.
3. C 【解析】∵点A(1,n)在抛物线y=x2+2x-3上,∴n=12+2×1-3=0.∵抛物线y=x2+2x-3的对称轴为直线x=-=-1,设点A(1,0)关于这条对称轴的对称点的坐标为(a,0),∴=-1,解得a=-3,故点A关于抛物线对称轴的对称点坐标为(-3,0).
4. B 【解析】∵二次函数y=ax2-4x+c的图象开口方向向下,交y轴于正半轴,∴a<0,c>0,∴顶点在x轴的上方,∵-=-=<0,∴抛物线的顶点位于第二象限.
5. C 【解析】当x=0时,y=m2-1.∵m>1,∴y=m2-1>0,∴函数图象与y轴的交点应在y轴的正半轴,故选项D错误;y=x2-2mx+m2-1=(x-m)2-1,函数图象的对称轴为直线x=m,∵m>1,∴选项A错误;当x=m时,函数值为y=-1,∴选项B错误,选项C正确.
6. A
7. D 【解析】将(0,0)的坐标代入二次函数y=ax2+bx+c中,得c=0,∴二次函数的表达式为y=ax2+bx.将(-2,-8),(3,-3)代入y=ax2+bx中,得解得∴二次函数的表达式为y=-x2+2x,∴该二次函数的图象开口向下,故A选项错误;∴该二次函数图象的对称轴为直线x=-=1,故D选项正确;∴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,故B选项错误;该二次函数的图象经过第一、三、四象限,故C选项错误.
8. A 【解析】∵抛物线的函数表达式为y=3x2+bx+1,∴抛物线的开口向上,对称轴为直线x=-=-,∴抛物线上的点离对称轴越远,函数值越大,当x=0时,y=1,∴抛物线过点(0,1),∵3<b<4,∴-<-<-.∵=->-,=-1<-,∴点A(-2,y1)到对称轴的距离大于点(0,1)到对称轴的距离,小于点B(1,y2)到对称轴的距离,∴1<y1<y2.
9. D 【解析】∵二次函数y=ax2-2ax+a-3=a(x-1)2-3,∴顶点坐标为(1,-3).∵二次函数y=ax2-2ax+a-3的图象与x轴有两个交点,∴二次函数图象开口向上,即a>0,故A选项错误;∴二次函数有最小值,为-3,故C选项错误;由顶点坐标(1,-3)及a>0,易得当x<1时,y的值随x值的增大而减小,当x>1时,y的值随x值的增大而增大,故B选项错误;∵二次函数y=ax2-2ax+a-3的图象与x轴的两个交点分别位于y轴两侧,∴当x=0时,y<0.∵对称轴为直线x=1,∴当x=2时,y<0,故D选项正确.
10. C 【解析】由题意可知,抛物线开口向上,故a>0,∵抛物线对称轴在x轴正半轴,故->0,∴b<0,∵抛物线与y轴交于负半轴,∴c<0,∴abc>0,故A选项错误;由题图可得抛物线对称轴在直线x=1左侧,∴-<1,∴-b<2a,∴2a+b>0,故B选项错误;由图象可知,当x=2时,y=0,∴4a+2b+c=0,∴c=-4a-2b,∴2b-c=2b+4a+2b=4(a+b),由题图可得抛物线对称轴在直线x=右侧,∴->,∴a+b<0,∴2b-c<0,故C选项正确;由图象可知,当x=-1时,y>0,∴a-b+c>0,故D选项错误.
11. 增大
12. -2<b<4 【解析】∵二次函数y=x2-2x-3,∴抛物线开口向上,对称轴为直线x=1,∴A(4,y1)关于对称轴对称的点坐标为(-2,y1).∵点A(4,y1),B(b,y2)在抛物线上,且y1>y2,∴b的取值范围为-2<b<4.
13. c> 【解析】∵抛物线y=x2-x+c(c是常数)与x轴没有交点,∴Δ=1-4c<0,∴c>.
14. < 【解析】由抛物线经过点A(-4,1),B(2,1)知抛物线对称轴为直线x=-1,且a<0,∴离对称轴水平距离越小,对应函数值越大,∴y1<y2.
15. 4 【解析】∵当x=0时,y=3,点C(2,3)在抛物线上,∴抛物线的对称轴为直线x==1.∵点B到对称轴直线x=1的距离为2,∴点A(-1,0),∴AB=4.
16. 4 【解析】由题可知抛物线的对称轴为直线x=2,当x<2时,y随x的增大而减小;当x>2时,y随x的增大而增大,即当3≤x≤m时,y随x的增大而增大,∴x=m时取得最大值,∴m2-4m+1=1,解得m=0(舍去)或m=4,∴m=4.
17. (1)解:∵二次函数y=x2+2(a+1)x+3a2-2a+3中,1>0,
∴二次函数的图象开口向上,
∵二次函数的图象与直线y=2a2有两个交点,
∴函数的最小值小于2a2,
∴=2a2-4a+2<2a2,
解得a>;
(2)解:∵二次函数的图象与x轴有交点,
∴Δ=4(a+1)2-4×1×(3a2-2a+3)=-8a2+16a-8=-8(a-1)2≥0,
∴8(a-1)2≤0,
又∵8(a-1)2≥0,
∴8(a-1)2=0,
解得a=1;
(3)证明:∵当x=0时,y=3a2-2a+3=3(a-)2+>0,
∴二次函数的图象不经过原点.
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$