内容正文:
第二十六章 二次函数
章末小结
九上数学人教
实际问题
二次函数 y=ax2+bx+c
图象
性质
归纳抽象
实际问题
的答案
利用二次函数的图象和性质求解
目标
单元知识梳理
2
知识点1 二次函数的概念
一般地,形如y=ax2+bx+c (a,b,c是常数,a≠0)的函数,叫作二次函数.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.
单元知识梳理
例1
已知 y=(m²+m)xm²-2m-1+(m-3)x+m2-11 是关于x的二次函数.
(1)求m的值;
(2)写出二次项系数、一次项系数及常数项.
解:(1)由题意,得
解得 m=3.
(2)由(1)知,二次函数解析式为y=12x2-2,
故二次项系数是12,一次项系数是0,常数项是-2.
知识点1 二次函数的概念
单元知识梳理
知识点2 二次函数的图象和性质
y=ax2 (a≠0) a>0 a<0
图象
开口方向 向上 向下
开口大小 |a|越大,抛物线的开口越小
对称轴 y轴(直线x=0)
顶点坐标 原点(0,0)
增减性 当x<0时,y随x的增大而减小;
当x>0时,y随x的增大而增大. 当x<0时,y随x的增大而增大;
当x>0时,y随x的增大而减小.
最值 当x=0时,y最小值=0. 当x=0时,y最大值=0.
补充说明 顶点是抛物线的最低点. 顶点是抛物线的最高点.
单元知识梳理
知识点2 二次函数的图象和性质
y=ax2+k (a≠0) a>0 a<0
图象
开口方向 向上 向下
对称轴 y 轴 (直线 x=0)
顶点坐标 (0,k)
增减性 当 x<0 时,y 随 x 的增大而减小;
当 x>0时,y 随 x 的增大而增大. 当 x<0 时,y 随 x 的增大而增大;
当 x>0时,y 随 x 的增大而减小.
最值 当x=0 时,y最小值=k. 当 x=0 时,y最大值=k.
单元知识梳理
知识点2 二次函数的图象和性质
y=a(x-h)2 (a≠0) a>0 a<0
图象
开口方向 向上 向下
对称轴 直线x=h
顶点坐标 (h,0)
增减性 当 x<h 时,y 随 x 的增大而减小;
当 x>h 时,y 随 x 的增大而增大. 当 x<h 时,y 随 x 的增大而增大;
当 x>h 时,y 随 x 的增大而减小.
最值 当 x=h 时,y最小值=0. 当 x=h 时,y最大值=0.
单元知识梳理
知识点2 二次函数的图象和性质
函数 y=a(x-h)2+k (a>0) y=a(x-h)2+k (a<0)
图象
开口方向 向上 向下
对称轴 直线x=h
顶点坐标 (h,k)
增减性 当 x<h 时,y 随 x 的增大而减小;
当 x>h 时,y 随 x 的增大而增大. 当 x<h 时,y 随 x 的增大而增大;
当 x>h 时,y 随 x 的增大而减小.
最值 当 x=h 时,y最小值=k. 当 x=h 时,y最大值=k.
单元知识梳理
知识点1 XXX
知识点2 二次函数的图象和性质
函数 y=ax2+bx+c (a>0) y=ax2+bx+c (a<0)
图象
开口方向 向上 向下
顶点坐标 ()
对称轴 直线 x=
增减性 当 x< 时,y 随 x 的增大而减小;
当 x>时,y 随 x 的增大而增大. 当 x< 时,y 随 x 的增大而增大;
当 x> 时,y 随 x 的增大而减小.
最值 当 x=时,y最小值= 当 x=时,y最大值=.
单元知识梳理
例2
已知抛物线y=2x2-12x+13.
(1) 当x为何值时,y有最小值,最小值是多少?
(2) 当x为何值时,y随x的增大而减小.
(3) 将该抛物线向右平移2个单位长度,再向上平移2个单位长度,请直接写出新抛物线的表达式.
解:∵y=2x2-12x+13=2(x2-6x+9)-5=2(x-3)2-5,
∴抛物线开口向上,顶点为(3,-5),对称轴为直线x=3.
(1)当x=3时,y有最小值,最小值为-5;
(2)当x<3时,y随x的增大而减小;
(3)新抛物线的表达式为y=2(x-5)2-3.
知识点1 XXX
知识点2 二次函数的图象和性质
单元知识梳理
例3
如下图,已知抛物线的顶点为A(1,4),抛物线与y轴交于点B(0,3),与x轴交于C,D两点,点P是x轴上的一个动点.
(1)求此抛物线的解析式;
解:(1)设y=a(x-1)2+4,
把(0,3)代入,得a(0-1)2+4=3,
∴a=-1 ,
∴此抛物线的解析式为y=-(x-1)2+4,
即y=-x2+2x+3.
知识点2 二次函数的图象和性质
单元知识梳理
例3
如下图,已知抛物线的顶点为A(1,4),抛物线与y轴交于点B(0,3),与x轴交于C,D两点,点P是x轴上的一个动点.
(2)当PA+PB的值最小时,求点P的坐标.
解:(2)B(0,3)关于x轴对称的点B′的坐标为(0,-3),
连接AB′交x轴于点P,则PA+PB的值最小.
设直线AB′的解析式为y=kx+b,
把A(1,4),B′(0,-3)分别代入,得 解得
∴y=7x-3,当y=0时,7x-3=0,
解得x= ,∴P( ,0).
B′
知识点2 二次函数的图象和性质
单元知识梳理
在平面直角坐标系中,二次函数 y=ax2+bx-2 的图象过点 A(1,t),B(2,t).
(1)求 的值.
(2)已知二次函数 y=ax2+bx-2 的最大值为1- a2.
(i)求该二次函数的解析式;
例4
解: (1) ∵点A(1,t),B(2,t)在函数y=ax2+bx-2 的图象上,
∴
-3.
抛物线上两个不重合的点P1(x1, y1 ),P2(x2, y2 ).
(1) 若 y1=y2,则 P1,P2 两点关于抛物线的对称轴对称,且此时抛物线的对称轴为直线 .
(2) 若 P1,P2 两点关于抛物线的对称轴对称,则 y1=y2,且此时抛物线的对称轴为直线 .
知识点2 二次函数的图象和性质
单元知识梳理
在平面直角坐标系中,二次函数 y=ax2+bx-2 的图象过点 A(1,t),B(2,t).
(2)已知二次函数 y=ax2+bx-2 的最大值为1- a2.
(i)求该二次函数的解析式;
例4
解:(2) (i) 由 (1) 知, b=-3a,
∴ 该函数的解析式为 y=ax2-3ax-2.
∵ 函数的最大值为 ,
∴ a<0,且 ,
解得 a1=-1,a2=4(舍去),
∴ 该二次函数的解析式为 y=-x2+3x-2.
知识点2 二次函数的图象和性质
单元知识梳理
(2)已知二次函数 y=ax2+bx-2 的最大值为1- a2.
(ii)若M(x1,m),N(x2,m)为该二次函数图象上的不同两点,且m≠0,
求证: .
例4
解: (ii) 证明: ∵点 M(x1,m),N(x2,m)在二次函数 y=-x2+3x-2的图象上,
∴ m=3x1-2=-(x1-1)(x1-2), x1+x2=3,
∴ 0,
∴
知识点2 二次函数的图象和性质
单元知识梳理
二次函数 y=ax2+bx+c的图象与 x 轴公共点的坐标与一元二次方程 ax2+bx+c=0根的关系
知识点3 二次函数与一元二次方程
二次函数 y=ax2+bx+c的图象与 x 轴公共点的坐标与一元二次方程 ax2+bx+c=0根的关系
二次函数 y=ax2+bx+c的图象和x轴的公共点 一元二次方程
ax2+bx+c=0 的根 一元二次方程
ax2+bx+c=0 根的判别式(b2-4ac)
没有公共点 没有实数根 b2-4ac<0
有一个公共点 有两个相等的实数根 b2-4ac=0
有两个公共点 有两个不相等的实数根 b2-4ac>0
单元知识梳理
知识点3 二次函数与一元二次方程
确定一元二次方程的近似根的步骤
1.画图:画出二次函数 y=ax2+bx+c 的图象.
2.定位:观察函数图象,确定函数图象与 轴的一个公共点在两个连续整数 m,n (m<n) 之间.
3.试值:通过取平均数的方法不断缩小根所在的范围,取 和 的平均数 ,计算出当 时的函数值 ,将 与自变量分别为 和 时的函数值 比较,若函数值 异号,说明所求的根在 和 之间,再取 和 的平均数,计算函数值;若函数值 异号,说明所求的根在 和 之间,再取 和 的平均数,计算函数值.重复前面的步骤,直到得出的数达到所需精确的数位为止.
4.定根:按照(2)(3)的方法估计出方程的另一个根.
单元知识梳理
知识点3 二次函数与一元二次方程
二次函数与一元二次不等式的关系
抛物线 y=ax2+bx+c 在 x 轴上方的点对应的 x 的所有值是不等式 ax2+bx+c>0 的解集;
抛物线 y=ax2+bx+c 在x轴下方的点对应的 x 的所有值是不等式ax2+bx+c<0的解集.
单元知识梳理
例5
已知二次函数 y=x²-2mx+m²+3(m是常数).
(1)求证:不论m为何值,该函数的图象与x轴都没有公共点.
(2)把该函数的图象沿y轴向下平移多少个单位长度后,得到的函数的图象与x轴只有一个公共点?
解:(1)证明:∵方程x²-2mx+m²+3=0的根的判别式
=(-2m)²-4×1×(m²+3)=4m²-4m²-12=-12<0,
∴ 方程 x²-2mx+m²+3=0 没有实数根,
∴ 不论m为何值,二次函数y=x²-2mx+m²+3的图象与x轴都没有公共点.
知识点3 二次函数与一元二次方程
单元知识梳理
例5
已知二次函数 y=x²-2mx+m²+3(m是常数).
(2)把该函数的图象沿y轴向下平移多少个单位长度后,得到的函数的图象与x轴只有一个公共点?
解:(2)方法一 ∵ y=x²-2mx+m²+3=(x-m)²+3,
∴ 把函数y=(x-m)²+3的图象沿y轴向下平移3个单位长度后,得到函数y=(x-m)²的图象,它的顶点坐标是(m , 0),此时这个函数的图象与x轴只有一个公共点,
∴ 把函数y=x²-2mx+m²+3的图象沿y轴向下平移3个单位长度后,得到的函数的图象与x轴只有一个公共点.
知识点3 二次函数与一元二次方程
单元知识梳理
例5
已知二次函数 y=x²-2mx+m²+3(m是常数),
(2)把该函数的图象沿轴向下平移多少个单位长度后,得到的函数的图象与x轴只有一个公共点?
方法二 设抛物线沿y轴向下平移a (a>0) 个单位长度后,得到的函数的图象与x轴只有一个公共点,此时二次函数的解析式为 y=x²-2mx+m²+3-a,
∴方程 x²-2mx+m²+3-a=0 的根的判别式
=(-2m)²-4×1×(m²+3-a)=4m²-4m²-12+4a=-12+4a=0,
解得a=3,
∴把函数y=x²-2mx+m+3的图象沿y轴向下平移3个单位长度后,得到的函数的图象与x轴只有一个公共点.
知识点3 二次函数与一元二次方程
单元知识梳理
例6
下列表格中是二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的自变量 x 与函数 y 的一些对应值,可以判断一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的一个近似根是( )
x 6.7 6.8 6.9 7.0
y=ax2+bx+c -0.3 -0.1 0.2 0.6
A.6.7 B.6.8 C.6.9 D.7.0
B
知识点3 二次函数与一元二次方程
单元知识梳理
二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象如图所示,根据图象回答下列问题:
(1)写出方程ax2+bx+c=0的根;
(2)写出不等式ax2+bx+c<0的解集;
例7
解:(1)观察题图可知,二次函数y=ax2+bx+c (a≠0)的图象与x轴交点为(0,0),(2,0),
所以方程ax2+bx+c=0的两个根为x1=0,x2=2.
(2)因为二次函数 y=ax2+bx+c (a≠0)的图象与x轴的交点为(0,0),(2,0),且开口向下,
所以不等式ax2+bx+c<0的解集为x<0或x>2.
知识点3 二次函数与一元二次方程
单元知识梳理
知识点4 用二次函数解决实际问题
用二次函数解决实际问题一般步骤
(1) 审:仔细审题,厘清题意.
(2) 设:找出问题中的变量和常量,分析它们之间的关系,设出适当的未知数.
(3) 列:用二次函数表示出变量和常量之间的关系,建立二次函数模型,写出二次函数的解析式.
(4) 解:依据已知条件,借助二次函数的解析式、图象和性质等求解实际问题.
(5) 检:检验结果,进行合理取舍,得出符合实际意义的结论.
(6) 答:写出答案.
单元知识梳理
例8
如图,在某次篮球训练中,小张在距篮圈中心的水平距离4m处跳起投篮,球运行的路线是跑物线.当球运行的水平距离为2.5m时达到最大高度3.5m,然后准确落入篮圈,已知篮圈中心到地面的距离是3.05m,则此时抛物线的函数关系式是( )
A. y=-2x2+4 B. y=-0.2x2+3.5
C. y=-0.2x2+3.05 D. y=-0.2x2+2.5
B
解析:根据题意抛物线的顶点坐标为(0,3.5),
∴设抛物线的解析式为y=ax2+3.5.
根据题意得,抛物线过点(1.5,3.05).
∴2.25a+3.5=3.05,解得a=-0.2,
∴抛物线的解析式为y=-0.2x2+3.5.
知识点4 用二次函数解决实际问题
单元知识梳理
某水果店出售一种水果,每千克定价20元时,每周可卖出300千克.试销发现:
①每千克水果每降价1元,每周可多卖出25千克;
②每千克水果每涨价1元,每周将少卖出10千克;
问题:(1)若定价16元每千克,则每周可卖出______千克;
(2)若定价m(m>20)元每千克,则每周可卖出_________千克(用含m的代数式表示);
(3)你认为应当如何定价才能使一周销售收入最多?
400
(500-10m)
解:(3) 设定价为p元,一周销售收入为W元,分两种情况:
当p≤20时,为降价销售,
销售收入W=p[300+25(20-p)]=-25p2+800p,
∴W存在最大值,对称轴为p==16,满足p≤20,
此时最大销售收入W=-25×162+800×16=6 400 (元).
例9
知识点4 用二次函数解决实际问题
单元知识梳理
某水果店出售一种水果,每千克定价20元时,每周可卖出300千克.试销发现:
①每千克水果每降价1元,每周可多卖出25千克;
②每千克水果每涨价1元,每周将少卖出10千克;
问题:(3)你认为应当如何定价才能使一周销售收入最多?
当p>20时,为涨价销售,销售量为(500-10p)千克,
销售收入W=p(500-10p)=-10p2+500p,
∴W存在最大值,
对称轴为=25,满足p>20,此时最大销售收入W=-10×252+500×25=6 250(元).
∵6 400>6 250,
∴定价为16元时,一周销售收入最多.
例9
知识点4 用二次函数解决实际问题
单元知识梳理
雨季将要来临,某农户计划给蔬菜大棚进行加固.如图,该蔬菜大棚截面形状可近似看作抛物线的一部分,AD为垂直于地面的保温墙,以地面AB所在直线为x轴,AD所在直线为y轴,建立平面直角坐标系.现要在大棚内部的点E,F处(点E在点F的右侧)焊接两根加固钢材EF和EG,且EF∥AB,EG∥AD.已知大棚的跨径AB=10m,顶端C点到保温墙AD所在直线的距离为4m,到地面AB所在直线的距离为4.5m.
(1)求抛物线对应的函数解析式;
解:(1)由题意,得B(10,0),顶点C(4,4.5),
设抛物线对应的函数解析式为y=a(x-4)2+4.5,
将B(10,0)代入,得0=a(10-4)2+4.5,
∴ a=﹣.
∴抛物线对应的函数解析式为y=﹣(x-4)2+4.5.
例10
知识点4 用二次函数解决实际问题
单元知识梳理
雨季将要来临,某农户计划给蔬菜大棚进行加固.如图,该蔬菜大棚截面形状可近似看作抛物线的一部分,AD为垂直于地面的保温墙,以地面AB所在直线为x轴,AD所在直线为y轴,建立平面直角坐标系.现要在大棚内部的点E,F处(点E在点F的右侧)焊接两根加固钢材EF和EG,且EF∥AB,EG∥AD.已知大棚的跨径AB=10m,顶端C点到保温墙AD所在直线的距离为4m,到地面AB所在直线的距离为4.5m.
(2)若总共使用8m长的钢材加固大棚,求点F的坐标;
解:(2)∵EF∥AB,抛物线对称轴为直线x=4,
∴点E和点F关于抛物线对称轴对称.
∵EF+EG=8,设EF=2a,则EG=8-2a,
∴点E(4+a,8-2a).
将E(4+a,8-2a)代入y=﹣(x-4)2+4.5,
得8-2a=﹣(4+a-4)2+4.5,解得a1=2 , a2=14(舍去),
∴4-a=2,8-2a=4,∴点F的坐标为(2,4).
例10
知识点4 用二次函数解决实际问题
单元知识梳理
(3)若钢材总长度越长,加固效果越好,加固效果最好时,点F的位置在哪里?此时加固大棚所需钢材长度是多少?
解:(3)∵抛物线解析式为y=﹣x2+x+2.5,
∴当 x=0时,y=2.5,∴ D(0,2.5),
设点E的坐标为(m, ﹣m2+m+2.5).
∵EF∥AB,抛物线对称轴为直线x=4,
∴EF=2m-8,EG=﹣m2+m+2.5,
设钢材总长度为L,则L=﹣m2+m+2.5+2m-8=﹣m2+3m-5.5.
∵< 0,∴L开口向下,对称轴为直线m=12.
又∵EF∥AB,点E在点F右侧,∴ 4<m≤8,
当4<m≤8时,L随m的增大而增大,
∴当m=8时,Lmax=﹣82+3×8-5.5=10.5,此时点E的坐标为(8,2.5),点F的坐标为(0,2.5),
∴点F的坐标为(0,2.5)时加固效果最好,此时所需钢材总长度为10.5 m.
例10
知识点4 用二次函数解决实际问题
单元知识梳理
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