内容正文:
第09讲 二次函数y=a(x-h)2与y=a(x-h)2+k的图象和性质
【新教材人教版】
【知识框架+2个知识归纳+8个题型+课后作业】
模块二 二次函数y=a(x-h)2的图象和性质
已知函数,和.
(1)在同一平面直角坐标系中画出它们的图象;
(2)分别说出各个函数图象的开口方向,对称轴、顶点坐标;
(3)试说明:分别通过怎样的平移,可以由函数的图象得到函数和函数的图象;
(4)分别说出各个函数的性质.
【知识点1 二次函数y=a(x-h)2的图象和性质】
1.二次函数y=a(x-h)2(a≠0)的图象性质:开口方向:当a>0时,开口向上,当a<0时,开口向下;顶点是(h,0),对称轴是x=h;最值:当a>0时,有最小值y=0,当a<0时,有最大值y=0;增减性:当a>0且x>h时,y随x的增大而增大,x<h时,y随x的增大而减小;当a<0且x>h时,y随x的增大而减小,x<h时,y随x的增大而增大.
2.y=ax2和y=a(x-h)2的图象有如下关系:
y=ax2y=a(x-h)2.
3.由抛物线y=ax2的图象通过平移得到y=a(x-h)2的图象,左右平移的规律是(四字口诀)左加右减.
4.对于二次函数的图象,只要|a|相等,则它们的形状相同,只是开口方向不同,且|a|越大,开口越小.
【题型1 二次函数y=a(x-h)2的图象和性质】
【例1】关于二次函数的图象,下列说法正确的是( )
A.开口向上
B.对称轴为直线
C.可以由的图象向左平移2个单位得到
D.当时,随的增大而增大
【变式1-1】抛物线的开口______;顶点坐标为______;对称轴是______;当时,______;当时,有______值是______.
【变式1-2】对于二次函数,下列说法正确的是( )
A.开口向上 B.对称轴是直线
C.顶点是 D.函数有最小值0
【变式1-3】二次函数(是常数,且)的图象经过点,一次函数的图象经过点,当时,有四个命题:①当时,;②当时,;③当时,;④当时,.其中正确的命题个数为( )个
A.1 B.2 C.3 D.4
【题型2 二次函数y=a(x-h)2的最值问题】
【例2】已知二次函数(h是常数),且自变量取值范围是.
(1)当时,函数的最大值是 __;
(2)若函数的最大值为,则h的值是 ___.
【变式2-1】已知二次函数(为常数),当时,函数的最大值为,则的值为__________.
【变式2-2】已知二次函数(为常数),当时,函数最大值为0;当自变量满足时,其对应函数的最大值为,则的值为______.
【题型3 二次函数y=a(x-h)2的图象平移规律】
【例3】抛物线可以看成由抛物线向______平移______个单位长度得到.抛物线的对称轴是直线______,顶点坐标是______.
【变式3-1】已知抛物线向左平移两个单位长度后,所得抛物线的解析式为.
(1)求,的值;
(2)说出抛物线的开口方向、对称轴和顶点坐标.
【变式3-2】如图,已知直线与抛物线相交于A,B两点,点A在y轴上,M为抛物线的顶点.
(1)请直接写出点A,B的坐标及该抛物线的解析式:A ,B , .
(2)连接、,求的面积;
(3)将抛物线向上平移个单位,使顶点落在直线上,求平移后的抛物线解析式.
【题型4 二次函数y=a(x-h)2的图象上点的坐标特征】
【例4】若、、为二次函数的图象上的三点,则、、的大小关系是( )
A. B. C. D.
【变式4-1】已知二次函数y=a(x﹣m)2(a<0)的图象经过点A(﹣1,p),B(3,q),且p<q,则m的值可能是( )
A.﹣1 B.﹣ C.0 D.
【变式4-2】已知,设函数.直线与函数,的图象分别交于点.若,则的取值范围是___________
【变式4-3】设函数,,直线与函数,的图象分别交于点,,得( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
模块三 二次函数y=a(x-h)2+k的图象和性质
由前面的知识我们知道,函数y=-x2的图象向下平移1个单位长度,可以得到函数__ __的图象;函数y=-x2的图象向左平移1个单位长度,可以得到函数__ _的图象,那么函数y=-x2的图象如何平移,才能得到函数y=-(x+1)2-1的图象呢?
【知识点2 二次函数y=a(x-h)2+k的图象和性质】
1.一般地,抛物线y=a(x-h)2+k与y=ax2形状相同,位置不同.把抛物线y=ax2向上(下)向左(右)平移,可以得到抛物线y=a(x-h)2+k.平移的方向、距离要根据h,k_的值决定.
2.图象和性质:
(1)抛物线y=a(x-h)2+k有如下特点:①当a>0时,开口向上;当a<0时,开口向下;②对称轴是x=h;③顶点坐标是(h,k);
(2)从二次函数y=a(x-h)2+k的图象可以看出:如果a>0,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;如果a<0,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.
【题型5 二次函数y=a(x-h)2+k的图象和性质】
【例5】对于抛物线,下列结论:①抛物线的开口向下;②对称轴为直线;③顶点坐标为;④当时,随的增大而减小.其中正确的结论有()
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【变式5-1】已知抛物线,下列说法正确的是( ).
A.开口向上 B.对称轴是直线
C.当时,y随x的增大而减小 D.顶点坐标为
【变式5-2】对于二次函数的图象,下列叙述正确的是( )
A.顶点坐标为 B.对称轴为直线
C.当时,y有最大值 D.当时,y随x增大而减小
【变式5-3】下列关于二次函数(为常数)的结论:①该函数的图象与函数的图象形状相同;②该函数的图象一定经过点;③当时,随的增大而减小;④该函数的图象的顶点在函数的图像上,其中所有正确的结论序号是( )
A.①③ B.①② C.③⑤ D.②④
【题型6 二次函数y=a(x-h)2+k的图象平移规律】
【例6】在平面直角坐标系中,将抛物线先向左平移2个单位,再向上平移6个单位后所得到的抛物线的顶点坐标是( )
A. B. C. D.
【变式6-1】将抛物线先向右平移3个单位长度,再向下平移2个单位长度,则平移后的抛物线的顶点坐标为_________.
【变式6-2】将二次函数的图象向下平移个单位长度后,所得到的二次函数图象经过点,则b的值为 _______.
【变式6-3】把二次函数的图象先向左平移2个单位长度,再向上平移4个单位长度,得到二次函数的图象.
(1) ; ; ;
(2)指出二次函数图象的开口方向、对称轴、顶点坐标、增减性和最值.
【题型7 二次函数y=a(x-h)2+k的图象上点的坐标特征】
【例7】已知点,,都在抛物线上,当,,时,三者之间的大小关系是( )
A. B.
C. D.
【变式7-1】若函数的图象上有三个不同的点,,,则的值为( )
A. B. C. D.
【变式7-2】若,,为二次函数的图象上的三点,则,,的大小关系是_____(用“”连接)
【变式7-3】在平面直角坐标系中,是抛物线上任意两点.
(1)若对于,有,则______;
(2)若对于,都有,则的取值范围是______.
【题型8 二次函数y=a(x-h)2+k的最值问题】
【例8】已知二次函数 (m为常数)在自变量x满足的情况下,与其对应的函数值y的最小值为6,则m的值为 ( )
A.0或 B.0或6 C.2或 D.2或6
【变式8-1】当时,二次函数的最大值是5,则的值为______.
【变式8-2】已知二次函数,当时,的最小值为,则的值为_____.
【变式8-3】已知点,都在抛物线上,且.
(1)若,则______;
(2)若点,在对称轴两侧,且,,当时,的最大值为0,则的取值范围是______.
模块四 课后作业
1.将抛物线向下平移4个单位长度,再向左平移3个单位长度所得到的抛物线的解析式为( )
A. B. C. D.
2.已知二次函数经过点,若,则下列说法正确的为( )
A.当时, B.当时,
C.当时, D.当时,
3.若点和点在抛物线上,且关于它的对称轴对称,则___.
4.已知点在抛物线上,且,则的取值范围是______.
5.在平面直角坐标系内有线段PQ,已知P(3,1)、Q(9,1),若抛物线与线段PQ有交点,则a 的取值范围是______.
6.抛物线的开口方向是_________,顶点坐标是___________,对称轴是直线___________.当x__________时,函数y随x的增大而增大;当x__________时,函数y随x的增大而减小.
7.已知二次函数,当自变量x的值满足时,与其对应的函数y的最大值为,则常数h的值为_______.
8.将抛物线:向左平移()个单位长度后,再向下平移个单位长度,得到新的抛物线,若,,为抛物线图象上的三点,则,,的大小关系________.(请用“”表示)
9.已知抛物线经过点,解答下列问题:
(1)求此抛物线的解析式;
(2)填空:
①此抛物线的开口 ;顶点坐标是 ;对称轴是 ;
②当x 时,y 随 x 的增大而减小;
③ 当x 时,函数有最 值为 ;
10.已知二次函数
(1)若该函数的图象经过点求二次函数的解析式;
(2)若点和是该函数图象上的两个点
①当时,求m的取值范围;
②若M、N两点分别在对称轴的两侧,当时,该函数最大值与最小值差为1,请直接写出a的取值范围____________.
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第09讲 二次函数y=a(x-h)2与y=a(x-h)2+k的图象和性质
【新教材人教版】
【知识框架+2个知识归纳+8个题型+课后作业】
模块二 二次函数y=a(x-h)2的图象和性质
已知函数,和.
(1)在同一平面直角坐标系中画出它们的图象;
(2)分别说出各个函数图象的开口方向,对称轴、顶点坐标;
(3)试说明:分别通过怎样的平移,可以由函数的图象得到函数和函数的图象;
(4)分别说出各个函数的性质.
【知识点1 二次函数y=a(x-h)2的图象和性质】
1.二次函数y=a(x-h)2(a≠0)的图象性质:开口方向:当a>0时,开口向上,当a<0时,开口向下;顶点是(h,0),对称轴是x=h;最值:当a>0时,有最小值y=0,当a<0时,有最大值y=0;增减性:当a>0且x>h时,y随x的增大而增大,x<h时,y随x的增大而减小;当a<0且x>h时,y随x的增大而减小,x<h时,y随x的增大而增大.
2.y=ax2和y=a(x-h)2的图象有如下关系:
y=ax2y=a(x-h)2.
3.由抛物线y=ax2的图象通过平移得到y=a(x-h)2的图象,左右平移的规律是(四字口诀)左加右减.
4.对于二次函数的图象,只要|a|相等,则它们的形状相同,只是开口方向不同,且|a|越大,开口越小.
【题型1 二次函数y=a(x-h)2的图象和性质】
【例1】关于二次函数的图象,下列说法正确的是( )
A.开口向上
B.对称轴为直线
C.可以由的图象向左平移2个单位得到
D.当时,随的增大而增大
【答案】D
【分析】本题考查了二次函数的性质.
根据二次函数顶点式的性质,分析开口方向、对称轴、平移规律及增减性即可.
【详解】解:函数中,二次项系数,因此开口向下,选项A错误;
顶点式为,对称轴为直线,选项B错误;
原函数向右平移2个单位得到,而非向左平移,选项C错误;
开口向下时,对称轴左侧()函数值随增大而增大,选项D正确;
故选:D .
【变式1-1】抛物线的开口______;顶点坐标为______;对称轴是______;当时,______;当时,有______值是______.
【答案】 向上 随的增大而增大 最小
【分析】本题主要考查二次函数的性质,掌握二次函数的顶点式是解题的关键,即在中,对称轴为,顶点坐标为.
由抛物线解析式可求得开口方向、顶点坐标、对称轴,再结合函数的增减性可求得答案.
【详解】 ,
抛物线开口向上,顶点坐标为,对称轴为,
当时,随的增大而增大,当时,有最小值,
故答案为:向上;;;随的增大而增大;最小;.
【变式1-2】对于二次函数,下列说法正确的是( )
A.开口向上 B.对称轴是直线
C.顶点是 D.函数有最小值0
【答案】C
【分析】本题主要考查抛物线与x轴的交点和二次函数的性质,根据抛物线的性质由得到图像开口向下,根据顶点式得到顶点坐标为,对称轴为直线.
【详解】解:二次函数中的,则其图象开口向下,顶点坐标为,对称轴为直线,二次函数的最大值为0,
故选项A、B、D说法不正确,选项C说法正确.
故选:C.
【变式1-3】二次函数(是常数,且)的图象经过点,一次函数的图象经过点,当时,有四个命题:①当时,;②当时,;③当时,;④当时,.其中正确的命题个数为( )个
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【分析】本题考查了二次函数与一次函数的综合,熟练掌握函数图象法是解题关键.先求出二次函数的对称轴为直线,两个函数的交点坐标,再画出两个函数的大致图象,然后结合函数图象逐个分析即可得.
【详解】解:二次函数的对称轴为直线,
联立,解得或,
即二次函数与一次函数的两个交点坐标为和,
当时,画出两个函数的大致图象如下:
则由函数图象可知,当时,,命题①正确;
当时,,命题②正确;
当时,,命题③正确;
当时,若,则;若,则;若,则;命题④错误;
综上,正确的命题个数为3个,
故选:C.
【题型2 二次函数y=a(x-h)2的最值问题】
【例2】已知二次函数(h是常数),且自变量取值范围是.
(1)当时,函数的最大值是 __;
(2)若函数的最大值为,则h的值是 ___.
【答案】 0 6或1/1或6
【分析】本题考查了二次函数的图象和性质;
(1)根据顶点式可直接得出答案;
(2)根据函数的最大值为分情况讨论:若,则当时,y最大;若,则当时,y最大;若,则最大值为0,与题意不符;根据最大值为分别求解即可.
【详解】解:(1)当时,二次函数为,
∴当时,函数有最大值为0,
故答案为:0;
(2)∵二次函数(h是常数),当自变量x满足时,其对应函数y的最大值为,
∴若,则当时,y最大,即,
解得(舍去),;
若,则当时,y最大,即,
解得,(舍去);
若,则最大值为0,与题意不符;
综上,h的值是6或1.
故答案为:6或1.
【变式2-1】已知二次函数(为常数),当时,函数的最大值为,则的值为__________.
【答案】或
【分析】本题考查二次函数的性质,解题的关键是掌握二次函数的增减性与二次函数的最值问题.
先判断出二次函数的图象开口向下,对称轴为,当时,y随x的增大而增大,当时,y随x的增大而减小,然后分,和三种情况,分别根据二次函数的最值列式求解.
【详解】解:∵二次函数的图象开口向下,对称轴为,
∴当时,y随x的增大而增大,当时,y随x的增大而减小,
∴若,即时,则当时,函数y取最大值,即,
解得:或(舍去),
若,即,则当时,函数y取最大值0,不符合题意;
若,即时,则当时,函数y取最大值,即,
解得:(舍去)或,
综上,h的值为-1或,
故答案为:或.
【变式2-2】已知二次函数(为常数),当时,函数最大值为0;当自变量满足时,其对应函数的最大值为,则的值为______.
【答案】或
【分析】本题主要考查了二次函数的最值问题,先根据二次函数的性质得到当时,y随x增大而增大,当时,y随x增大而减小,再分若,则当时,y最大,若,则当时,y最大,若,则最大值为0,三种情况根据最大值为进行求解即可.
【详解】解:∵,
∴二次函数(h为常数)当时,y随x增大而增大,当时,y随x增大而减小,
若,则当时,y最大,即,解得(舍去),;
若,则当时,y最大,即,解得,(舍去);
若,则最大值为0,与题意不符;
由上可得,h的值是6或1.
故答案为:6或1.
【题型3 二次函数y=a(x-h)2的图象平移规律】
【例3】抛物线可以看成由抛物线向______平移______个单位长度得到.抛物线的对称轴是直线______,顶点坐标是______.
【答案】 右 1
【分析】根据二次函数图像的平移及定点式的性质即可得到答案.
【详解】解:抛物线可以看成由抛物线向右平移1个单位长度得到.抛物线的对称轴是直线,顶点坐标是,
故答案为:右,1,,.
【变式3-1】已知抛物线向左平移两个单位长度后,所得抛物线的解析式为.
(1)求,的值;
(2)说出抛物线的开口方向、对称轴和顶点坐标.
【答案】(1),
(2)抛物线的开口向下,对称轴是直线,顶点坐标是
【分析】(1)根据二次函数的平移规律求解即可;
(2)根据二次项系数可以确定开口方向,根据抛物线的表达式解析式可以确定其对称轴和顶点的坐标.
【详解】(1)因为平移不改变图象的形状,
所以,
抛物线向左平移两个单位长度得到,
即,
所以;
(2)抛物线的开口向下,对称轴是直线,顶点坐标是.
【变式3-2】如图,已知直线与抛物线相交于A,B两点,点A在y轴上,M为抛物线的顶点.
(1)请直接写出点A,B的坐标及该抛物线的解析式:A ,B , .
(2)连接、,求的面积;
(3)将抛物线向上平移个单位,使顶点落在直线上,求平移后的抛物线解析式.
【答案】(1);;
(2)
(3)平移后的抛物线为:
【分析】(1)把代入求出A的坐标,可得抛物线的解析式,再求出直线与抛物线的交点坐标即可;
(2)如图,连接,,,求解顶点,求解,,,结合,从而可得答案;
(3)由题意可得平移后的顶点坐标为:把代入中,,则平移后的抛物线的顶点坐标为:,从而可得答案.
【详解】(1)解:∵直线,
当时,,
∴A的坐标是,
∴,解得:,
抛物线的解析式是.
∴,解得:或,
联立直线与抛物线解析式可得B点坐标为.
(2)如图,连接,,,
∵,
∴顶点,
∵,,
∴,,,
∴;
(3)由题意可得平移后的顶点坐标为:
把代入中,,
∴平移后的抛物线的顶点坐标为:,
∴平移后的抛物线为:;
【题型4 二次函数y=a(x-h)2的图象上点的坐标特征】
【例4】若、、为二次函数的图象上的三点,则、、的大小关系是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题主要考查了二次函数图象上点的坐标特征.根据“当开口方向向上时,离着对称轴越远的点的纵坐标越大”即可作答.
【详解】解:抛物线解析式为,
抛物线开口向上,对称轴为直线,
当点离着对称轴越远,对应点的纵坐标越大,
点离着对称轴最远,其次是点,点离着对称轴最近,
.
故选:C.
【变式4-1】已知二次函数y=a(x﹣m)2(a<0)的图象经过点A(﹣1,p),B(3,q),且p<q,则m的值可能是( )
A.﹣1 B.﹣ C.0 D.
【答案】D
【分析】根据抛物线解析式可得抛物线对称轴及开口方向,由点A,B坐标求出A,B关于对称轴对称时m的值,进而求解.
【详解】解:∵y=a(x﹣m)2(a<0),
∴抛物线开口向下,对称轴为直线x=m,
当p=q时,m==1,
∵p<q,
∴m>1,
故选:D.
【变式4-2】已知,设函数.直线与函数,的图象分别交于点.若,则的取值范围是___________
【答案】
【分析】本题主要考查了二次函数的图象和性质,按照题意,画出满足题意的图象,根据直线与二次函数图象的交点进行判断即可.
【详解】解:函数图象的对称轴分别为直线:,,,
联立与,,解得,
即与的交点的横坐标为,
同理可得,与的交点的横坐标为2,
如图,
由图可知,当时,,
故答案为:.
【变式4-3】设函数,,直线与函数,的图象分别交于点,,得( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
【答案】C
【分析】本题考查了二次函数图象的性质,理解题意,画出图象,数形结合是解题的关键.根据题意分别画出,的图象,继而根据图象即可求解.
【详解】解:如图所示,若,则,
故A选项错误;
如图所示,若,则或,
故B、D选项错误;
如图所示,若,则,
故C选项正确;
故选:C.
模块三 二次函数y=a(x-h)2+k的图象和性质
由前面的知识我们知道,函数y=-x2的图象向下平移1个单位长度,可以得到函数__ __的图象;函数y=-x2的图象向左平移1个单位长度,可以得到函数__ _的图象,那么函数y=-x2的图象如何平移,才能得到函数y=-(x+1)2-1的图象呢?
【知识点2 二次函数y=a(x-h)2+k的图象和性质】
1.一般地,抛物线y=a(x-h)2+k与y=ax2形状相同,位置不同.把抛物线y=ax2向上(下)向左(右)平移,可以得到抛物线y=a(x-h)2+k.平移的方向、距离要根据h,k_的值决定.
2.图象和性质:
(1)抛物线y=a(x-h)2+k有如下特点:①当a>0时,开口向上;当a<0时,开口向下;②对称轴是x=h;③顶点坐标是(h,k);
(2)从二次函数y=a(x-h)2+k的图象可以看出:如果a>0,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;如果a<0,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.
【题型5 二次函数y=a(x-h)2+k的图象和性质】
【例5】对于抛物线,下列结论:①抛物线的开口向下;②对称轴为直线;③顶点坐标为;④当时,随的增大而减小.其中正确的结论有()
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】D
【分析】本题考查二次函数图象与性质,根据二次函数顶点式的性质,确定开口方向、对称轴、顶点坐标及增减性即可.
【详解】解:∵抛物线为,
∴,,.
①∵,∴开口向下,正确;
②对称轴为直线,正确;
③顶点坐标为,即,正确;
④∵,开口向下,∴当时,随增大而减小,正确.
∴所有结论均正确,共4个.
故选:D.
【变式5-1】已知抛物线,下列说法正确的是( ).
A.开口向上 B.对称轴是直线
C.当时,y随x的增大而减小 D.顶点坐标为
【答案】D
【分析】本题考查二次函数的图象和性质,熟练掌握二次函数的图象与性质是关键.
通过二次函数顶点式分析开口方向、对称轴、顶点坐标及增减性,逐一判断选项.
【详解】解:选项A,关于抛物线,,即开口向下,故A不符合题意;
选项B,关于抛物线,对称轴为,故B不符合题意;
选项C,关于抛物线,,开口向下,在对称轴左侧随增大而增大,在对称轴的左边,所以当时随增大而增大,故C不符合题意;
选项D,关于抛物线,顶点坐标为,故D符合题意.
故选:D.
【变式5-2】对于二次函数的图象,下列叙述正确的是( )
A.顶点坐标为 B.对称轴为直线
C.当时,y有最大值 D.当时,y随x增大而减小
【答案】B
【分析】本题考查二次函数的图象、二次函数的性质、二次函数的最值,根据题目中的函数解析式和二次函数的性质,可以判断各个选项中的说法是否正确,从而可以解答本题.
【详解】解:∵二次函数,
∴该函数的顶点坐标为,故选项A错误;
对称轴是直线,故选项B正确;
当时,y取得最小值,故选项C错误;
当时,y随x的增大而增大,故选项D错误;
故选:B.
【变式5-3】下列关于二次函数(为常数)的结论:①该函数的图象与函数的图象形状相同;②该函数的图象一定经过点;③当时,随的增大而减小;④该函数的图象的顶点在函数的图像上,其中所有正确的结论序号是( )
A.①③ B.①② C.③⑤ D.②④
【答案】D
【分析】本题考查二次函数的图象和性质,通过分析二次函数的性质,判断各结论的正误.结论①中,形状由二次项系数的绝对值决定,但开口方向不同,故错误;结论②代入点验证;结论③依赖对称轴位置,不一定成立;结论④通过顶点坐标验证.
【详解】解:∵二次函数的二次项系数为,函数的二次项系数为 1,两者绝对值相等但开口方向不同,
∴图象形状不同,故①错误;
当时,,
∴图象经过点,故②正确;
∵抛物线的开口向下,对称轴为,
∴当时,y随x增大而减小,当时, y 随x增大而增大,
∵ m为常数,可能小于0,
∴ 当时, y不一定随的增大而减小,故③错误;
∵抛物线的顶点坐标为,把代入得,
∴ 顶点在函数图象上,故④正确.
∴ 正确结论为②④,
故选D.
【题型6 二次函数y=a(x-h)2+k的图象平移规律】
【例6】在平面直角坐标系中,将抛物线先向左平移2个单位,再向上平移6个单位后所得到的抛物线的顶点坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题利用二次函数图像平移的“左加右减,上加下减”法则,先得到平移后的抛物线解析式,再求出顶点坐标即可.
【详解】解:∵原抛物线解析式为 ,根据平移法则,向左平移2个单位,再向上平移6个单位,
∴新抛物线解析式为,
整理得 ,
∴平移后抛物线的顶点坐标为.
【变式6-1】将抛物线先向右平移3个单位长度,再向下平移2个单位长度,则平移后的抛物线的顶点坐标为_________.
【答案】
【分析】先根据顶点式得到原抛物线的顶点坐标,再根据点平移的规律计算得到平移后的顶点坐标即可.
【详解】解:抛物线是顶点式,可得原抛物线的顶点坐标为,
将顶点向右平移3个单位长度,再向下平移2个单位长度,
平移后的顶点横坐标为,纵坐标为,
因此平移后的抛物线的顶点坐标为.
【变式6-2】将二次函数的图象向下平移个单位长度后,所得到的二次函数图象经过点,则b的值为 _______.
【答案】8
【分析】本题考查二次函数的平移,二次函数图象上点的坐标特征,先表示出平移后的解析式,再把代入解析式求值即可,关键是掌握二次函数平移的性质.
【详解】解:将二次函数的图象向下平移个单位长度后得到的抛物线解析式为,
∵抛物线经过点,
∴,
解得,
故答案为:8.
【变式6-3】把二次函数的图象先向左平移2个单位长度,再向上平移4个单位长度,得到二次函数的图象.
(1) ; ; ;
(2)指出二次函数图象的开口方向、对称轴、顶点坐标、增减性和最值.
【答案】(1),,
(2)开口向下,对称轴为直线,顶点坐标为,当时,随增大而增大,当 时,随增大而减小,最大值为
【分析】本题考查二次函数图象的平移,二次函数的图象和性质,熟练掌握相关知识点是解题的关键:
(1)根据平移规则,将二次函数的图象先向右平移2个单位长度,再向下平移4个单位长度,即可得到的图象,进行求解即可;
(2)根据顶点式的图象和性质,进行作答即可.
【详解】(1)解:由题意,将二次函数的图象先向右平移2个单位长度,再向下平移4个单位长度,即可得到的图象,
∴;
∴,,;
(2)∵,
∴抛物线的开口向下,对称轴为直线,顶点坐标为,
∴当时,随增大而增大,当 时,随增大而减小,当时,函数有最大值为.
【题型7 二次函数y=a(x-h)2+k的图象上点的坐标特征】
【例7】已知点,,都在抛物线上,当,,时,三者之间的大小关系是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】解:抛物线,
抛物线开口向下,对称轴,顶点坐标为,
当时,,
解得或,
抛物线与轴的两个交点坐标为:,,
当,,时,,
.
【变式7-1】若函数的图象上有三个不同的点,,,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用二次函数图象上纵坐标相等的两点关于对称轴对称的性质,求出点的横坐标,再代入函数解析式计算即可.
【详解】解:二次函数的对称轴为直线,
点和纵坐标相同,
、两点关于抛物线对称轴对称,
可得,
即,
点的横坐标为,
将代入函数解析式得:.
【变式7-2】若,,为二次函数的图象上的三点,则,,的大小关系是_____(用“”连接)
【答案】
【分析】本题考查了二次函数图象与性质,根据二次函数开口向下,顶点处函数值最大,距离顶点越远,函数值越小,比较各点与顶点的水平距离即可确定函数值大小,解题的关键掌握二次函数图象与性质.
【详解】解:由二次函数的图象开口向下,顶点坐标为,函数值在顶点处最大,且随横坐标与顶点横坐标距离的增大而减小,
∵点的横坐标分别为、、,
∴与顶点横坐标的距离分别为、、,
∴点距离顶点最近,函数值最大;点次之;点距离顶点最远,函数值最小,
∴,
故答案为:.
【变式7-3】在平面直角坐标系中,是抛物线上任意两点.
(1)若对于,有,则______;
(2)若对于,都有,则的取值范围是______.
【答案】 3
【分析】本题考查二次函数的性质:
(1)把代入,可得即可;
(2)根据题意判断出离对称轴更近的点,从而得出与的中点在对称轴的右侧,再根据对称性即可解答.
【详解】解:(1)∵对于,有,
∴,
解得:;
故答案为:3
(2)∵,
∴,
∵,,
∴当时,y随x的增大而减小,
点距离对称轴的距离小于点距离对称轴的距离,且点的中点在对称轴的右侧,
∴.
故答案为:
【题型8 二次函数y=a(x-h)2+k的最值问题】
【例8】已知二次函数 (m为常数)在自变量x满足的情况下,与其对应的函数值y的最小值为6,则m的值为 ( )
A.0或 B.0或6 C.2或 D.2或6
【答案】B
【分析】本题考查了二次函数的性质(顶点式、x的范围内的最值),解题的关键是根据对称轴与自变量x的范围的位置关系分情况讨论.
由二次函数开口向上,对称轴为,顶点纵坐标为2(最小值),但题目中最小值为6,故对称轴不在这个范围内;分(时取最小值)和(时取最小值)两种情况,代入函数求并验证.
【详解】解:二次函数开口向上,对称轴为,顶点纵坐标为2.
∵时,的最小值为,
∴不在这个范围内.
①当时,时取最小值,代入得,
即,
解得或(舍去).
②当时,时取最小值,代入得,
即,
解得(舍去)或.
综上,或6,
故选:B.
【变式8-1】当时,二次函数的最大值是5,则的值为______.
【答案】2或
【分析】本题考查了二次函数图象的性质,熟练掌握二次函数的性质是解答本题的关键.
根据二次函数的性质,由于二次项系数为负,函数图象开口向下,最大值可能出现在顶点或区间端点,需结合对称轴位置与的关系分类讨论.
【详解】函数的图象开口向下,对称轴为直线,顶点坐标为,
当时,最大值在顶点处,则,
解得或(舍去),
;
当时,在时,随的增大而减小,
最大值在处取得,即,
解得,且,符合条件;
当时,在时,随的增大而增大,
最大值在处取得,即,
解得,但,不符合,故舍去;
因此的值为或.
【变式8-2】已知二次函数,当时,的最小值为,则的值为_____.
【答案】或6
【分析】本题考查二次函数的性质、二次函数的最值,熟练掌握二次函数的图象及性质,根据二次函数的性质,在指定的范围内准确求出函数的最小值是解题的关键.由题意可知的对称轴为直线,顶点坐标为,分两种情况讨论:当时,;当时,在,,即可求解答案.
【详解】解:的对称轴为直线,
顶点坐标为,
当时,在,函数有最小值,
∵的最小值为,
∴,
∴;
当时,离对称轴越远,函数值越小,
在,,,
∴当时,函数有最小值,
∴,
解得;
综上所述:的值为6或.
故答案为:6或.
【变式8-3】已知点,都在抛物线上,且.
(1)若,则______;
(2)若点,在对称轴两侧,且,,当时,的最大值为0,则的取值范围是______.
【答案】
【分析】本题考查了二次函数的性质,已知二次函数图象上两点纵坐标的大小:当,点与对称轴的距离越小,值越小;当时,点与对称轴的距离越小,值越大.
(1)根据得出点,关于直线对称,再联立方程组求解即可;
(2)根据当,点与对称轴的距离越小,值越小,列出式子求值即可得出答案.
【详解】(1),
点,关于直线对称,
.
,
联立,得
解得.
;
故答案为:;
(2)点,在直线两侧,且,
点在对称轴左侧,点在对称轴右侧,
,.
,
,即.
,
点到对称轴的距离比点到对称轴的距离远,
,
,
解得,
,
,
,
即.
由题意知当时,有最大值0,
,即,
的取值范围是.
故答案为:.
模块四 课后作业
1.将抛物线向下平移4个单位长度,再向左平移3个单位长度所得到的抛物线的解析式为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题主要考查了二次函数图象的平移变换,抛物线平移时,向下平移改变y值,向左平移改变x值,先求原顶点坐标,再根据平移方向计算新顶点,最后写出新解析式.
【详解】解:∵ 原抛物线 的顶点为 ,
∴ 向下平移4个单位后,顶点变为 ,
∴ 再向左平移3个单位后,顶点变为 ,
∴ 新抛物线的解析式为 ,
故选A.
2.已知二次函数经过点,若,则下列说法正确的为( )
A.当时, B.当时,
C.当时, D.当时,
【答案】D
【分析】根据解析式可得对称轴,当时,函数图象开口向上,离对称轴越远,函数值越大,当时,函数图象开口向下,离对称轴越远,函数值越小,据此根据讨论求解即可.
【详解】解:∵二次函数的解析式为,
∴对称轴为直线,
当时,则函数图象开口向上,
∴离对称轴越远,函数值越大,
∵二次函数经过点,,
∴,
∴,
∴,
解得;
当时,则函数图象开口向下,
∴离对称轴越远,函数值越小,
∵二次函数经过点,,
∴,
∴,
∴,
解得.
3.若点和点在抛物线上,且关于它的对称轴对称,则___.
【答案】1
【分析】本题考查二次函数的图象和性质,抛物线的对称性,根据对称性求出对称轴,即可得出结果.
【详解】解:∵,
∴抛物线的对称轴为直线,
∵点和点在抛物线上,且关于它的对称轴对称,
∴;
故答案为:1.
12.
4.已知点在抛物线上,且,则的取值范围是______.
【答案】
【分析】首先根据抛物线的开口方向以及图象上点的坐标和,将各点代入,进而得出的取值范围.
【详解】分别将点代入得:
,, ,
因为,
所以,
解之的取值范围是:,
故答案为:.
5.在平面直角坐标系内有线段PQ,已知P(3,1)、Q(9,1),若抛物线与线段PQ有交点,则a 的取值范围是______.
【答案】
【分析】由可得抛物线随值的变化左右移动,分别求出抛物线经过点P,Q所对应的的值即可.
【详解】解:由可得抛物线的对称轴直线为,顶点坐标为(,0),
当对称轴在点P左侧时,,
把P(3,1)代入得,
解得或(舍去),
当对称轴在点P右侧时,,
把Q(9,1),代入得,
解得或(舍去),
∴当时,抛物线与线段PQ有交点,
故答案为:
6.抛物线的开口方向是_________,顶点坐标是___________,对称轴是直线___________.当x__________时,函数y随x的增大而增大;当x__________时,函数y随x的增大而减小.
【答案】 向下
【分析】本题主要考查了二次函数的性质,主要包括:抛物线的开口方向,对称轴,顶点坐标,函数的增减性,理解和掌握二次函数的性质是解题的关键.
根据二次函数的顶点式性质,结合条件,直接得出开口方向、顶点坐标、对称轴及增减性.
【详解】解:由抛物线是顶点式,可写为,
∴顶点坐标为,对称轴为直线,
∵,
∴抛物线开口向下,当时,函数随的增大而增大,当时,函数随的增大而减小.
故答案为:向下;,,,.
7.已知二次函数,当自变量x的值满足时,与其对应的函数y的最大值为,则常数h的值为_______.
【答案】或
【分析】本题考查了二次函数的性质和最值,掌握根据二次函数的性质和最值分类讨论是解题的关键.
根据二次函数的开口方向和对称轴,得到函数的增减性,分类讨论h的取值范围,利用函数在的范围上的最大值为列方程,即可求解.
【详解】解:
当时,y随x的增大而增大,当时,y随x的增大而减小,
①若,二次函数在的范围内,y随x的增大而减小,
则当时,y有最大值,
即,
解得或(不合题意舍去);
②若,二次函数在的范围内,y随x的增大而增大,在的范围内,y随x的增大而减小,
则当时,y有最大值,最大值为0,不合题意;
③若,二次函数在的范围内,y随x的增大而增大,
则当时,y有最大值,
即,
解得或(不合题意舍去);
综上所述,常数h的值为或.
故答案为:或.
8.将抛物线:向左平移()个单位长度后,再向下平移个单位长度,得到新的抛物线,若,,为抛物线图象上的三点,则,,的大小关系________.(请用“”表示)
【答案】
【分析】本题考查了二次函数的性质.根据平移的性质先求得新的抛物线的解析式,得到对称轴为直线,再利用二次函数的性质求解即可.
【详解】解:由题意得新的抛物线的解析式为,
∴抛物线的对称轴为直线,
∵,,为抛物线图象上的三点,
∴关于对称轴的对称点为,
∵,
∴,
∵抛物线的开口向上,
∴,
故答案为:.
9.已知抛物线经过点,解答下列问题:
(1)求此抛物线的解析式;
(2)填空:
①此抛物线的开口 ;顶点坐标是 ;对称轴是 ;
②当x 时,y 随 x 的增大而减小;
③ 当x 时,函数有最 值为 ;
【答案】(1)此抛物线的解析式为
(2)①向上;;;②;③,小,
【分析】本题考查了待定系数法求二次函数解析式及二次函数图像和性质,掌握这些知识是解题的关键;
(1)根据待定系数法求解即可;
(2)根据二次函数图像和性质即可得出.
【详解】(1)解:把代入解析式得:
,
解得,
∴此抛物线的解析式为:;
(2)①∵,
∴所以此抛物线开口向上;
∵顶点为,对称轴为,
∴此抛物线顶点坐标是;对称轴是;
②∵此抛物线开口向上,对称轴是,
∴当时,y 随 x 的增大而减小;
③∵,顶点坐标是,
∴当 时,函数有最小值为;
故答案为:①向上;;;②;③,小,.
10.已知二次函数
(1)若该函数的图象经过点求二次函数的解析式;
(2)若点和是该函数图象上的两个点
①当时,求m的取值范围;
②若M、N两点分别在对称轴的两侧,当时,该函数最大值与最小值差为1,请直接写出a的取值范围____________.
【答案】(1)
(2)①;②
【分析】(1)将点代入,用待定系数法求解即可;
(2)①将和代入得,由得:,再求解即可;
②因为点和在对称轴的两侧,所以:,解得.在上,函数在处取得最小值.最大值与最小值之差为1,所以最大值为0,且最大值在端点或处取得.再分类讨论求解即可.
【详解】(1)解:将点代入得:
解得,
所以二次函数解析式为;
(2)解:①点和在图象上,则:
,
由得:,
两边消去并除以正数得:,
展开得,化简得:,
,
,
所以的取值范围是;
②因为点和在对称轴的两侧,所以:,
解得.
在上,函数在处取得最小值.最大值与最小值之差为1,
所以最大值为0,且最大值在端点或处取得.
情况一:当时取得最大值0则:,
解得.同时,当时函数值不超过0:,
代入得:,
因为,两边乘以得:
展开化简得,
即.
结合,得.
此时,当从增大到时,从增大到(因为且可取),
所以.
情况二:当时取得最大值0则:,
解得.
同时,当时函数值不超过0:,
代入得:,
因为,两边乘以得:,
展开化简得,
即.
结合,得.
此时,当从增大到2时,从减小到(因为且可取),
所以.
综合两种情况,的取值范围是.
故答案为:.
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