内容正文:
26.2.2二次函数y=a(x-h)²+k的图象和性质
(第三课时——函数y=a(x-h)²+k的图象)
(导学案)
(1)掌握二次函数y=a(x-h)²+k的图象形状、开口方向、对称轴、顶点坐标、增减性与最值;熟练掌握抛物线横纵综合平移规律,能实现y=ax²与y=a(x-h)²+k的图象互推;能利用函数性质解决参数求解、图象平移、函数值比较等基础题型.
(2)延续“作图—观察—对比—归纳—应用”的探究流程,通过类比旧知探究新知,掌握二次函数图象变换的通用探究方法,提升数形转化、规律归纳、知识迁移的能力.
(3)在图象动态变换探究中感受函数图象的规律性、对称性与统一性,培养严谨的数学思维和自主探究、合作交流的学习习惯,建立二次函数知识体系的整体认知.
重点:二次函数y=a(x-h)²+k的图象性质(开口、对称轴、顶点、增减性、最值);抛物线左加右减、上加下减的完整平移规律.
难点:准确理解参数h的几何意义,区分横向平移方向(极易混淆);灵活结合a、h、k三个参数综合分析函数图象特征;利用对称轴和增减性比较函数值大小.
第一环节 自主学习
温故知新:
创设情景,引入新课
复习回顾:(1)二次函数y=2x²-3的顶点坐标、对称轴、最值分别是什么?
(2)抛物线y=2x²-3由y=2x²经过怎样的平移得到?
学生作答,教师总结纵向平移规律:上加下减,k控制图象上下平移.
设问导入:若将函数变形为y=2(x-1)²-3,图象除上下平移外,还会发生什么变化?参数h会对抛物线产生什么影响?
【学法指导】
新知自研:自研课本第40-41页的内容
【学法指导】自研课本P40-41页内容
(一)画二次函数图象,并指出它们的开口方向、对称轴和顶点.
活动1.在平面直角坐标系中,画出二次函数的图象,并分别指出它们的开口方向、对称轴和顶点.
列表:
…
-4
-3
-2
-1
0
1
2
…
…
…
描点画图:.
观察图象:.
活动2.观察抛物线与抛物线有什么关系?
(二) 函数 y=a(x-h)²+k(a≠0)与函数 y=ax²的关系
活动3.利用信息技术工具画函数y=a(x-h)²+k(a≠0)与函数 y=ax²的图象(改变h、k的值),观察两图象变化.
操作观察:
抛物线y=a(x-h)²+k有如下特点:
活动4.梳理总结y=a(x-h)²+k(a≠0)的完整性质和平移规律
图象共性:
核心要素:
自研课本P40-41页内容
典型例题
例1:已知二次函数y=-2(x+1)²-4
(1)直接写出该抛物线的开口方向、对称轴、顶点坐标和函数最值;
(2)说明该抛物线是由y=-2x²经过怎样的平移得到的;
(3)若有三点A(-2,)、B(-1,)、C(0,),比较、、的大小.
例2.要修建一个圆形喷水池,在池中心竖直安装一根水管,在水管的顶端安一个喷水头,使喷出的抛物线形水柱在与池中心的水平距离为1.6m处达到最高,高度为3m,水柱落地处离池中心3.6m,水管的长应为多少?
第二环节 合作探究
讨论交流:
1.
讨论怎样画二次函数的图象.
2. 讨论二次函数 y=a(x-h)²+k(a≠0)与y=ax²两图象的关系.
3.讨论二次函数的y=a(x-h)²+k(a≠0)的完整性质和平移规律.
拓展提升:
1.如图,杭州亚运会上某运动员站在点O处练习发排球,将球从O点正上的A点处发出,把球看成点,其运行的路线近似看作是抛物线的一部分.已知球与O点的水平距离为时,达到最高,球场的边界距O点的水平距离为.
(1)请确定排球运行的高度与运行的水平距离满足的函数关系式;
(2)请判断排球第一次落地是否出界?请通过计算说明理由.
课本课堂练习(P38第1题(2,4),第2题(1).
1.(2025•台湾)坐标平面上有二次函数y=﹣(x+7)2+12的图形,今将此图形向右平移10单位,平移过程中此图形与y轴的交点也会跟着变化.假设此图形与y轴的交点为P,判断在平移过程中,P点位置的变化情形为下列何者?( )
A.持续向下 B.持续向上
C.先向下再向上 D.先向上再向下
2.(2025•连云港)如图,小亮同学掷铅球时,铅球沿抛物线y=a(x﹣3)2+2.5运行,其中x是铅球离初始位置的水平距离,y是铅球离地面的高度.若铅球抛出时离地面的高度OA为1.6m,则铅球掷出的水平距离OB为 m.
3.(2026哈尔滨校考)小明跳起投篮,已知球在处出手时离地面高米,与篮圈中心的水平距离为米,当球出手后在处达到最大高度米,此时球运动的水平距离为米,设篮球运行的轨迹为如图所示的抛物线.
(1)求抛物线的解析式;
(2)篮圈中心距离地面米,问此球能否投中?请通过计算说明理由.
4.(2026·台州校考)在平面直角坐标系中,二次函数的图象经过点.
(1)求这个函数的表达式.
(2)当时,随的增大而减小,求的取值范围.
知识技能:(1)掌握顶点式y=a(x-h)²+k的核心要素:a定 ,直线 为对称轴, 为顶点;(2)熟记完整平移规律: 、 ,可实现任意 与 的平移转化;(3)熟练判断 、 ,掌握 的方法.
思想方法:(1)数形结合思想:以 解读函数解析式参数含义,以 化图象性质;(2)类比迁移思想:类比 规律,探究 规律,实现知识的迁移拓展;(3)从 到 思想:由 特征,归纳出 性质.
易错提醒:(1)符号误区:识别h时必须对照 ,x+h实际对应 数,极易判断 错误;(2)平移误区:混淆 平移对应的参数,h 、k ,不可混淆;(3)性质误区:忽略a的 直接判断增减性、最值;(4)顶点误区:顶点坐标是(h,k),切勿直接带入 写错坐标.
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26.2.2二次函数y=a(x-h)²+k的图象和性质
(第三课时——函数y=a(x-h)²+k的图象)
(导学案)
(1)掌握二次函数y=a(x-h)²+k的图象形状、开口方向、对称轴、顶点坐标、增减性与最值;熟练掌握抛物线横纵综合平移规律,能实现y=ax²与y=a(x-h)²+k的图象互推;能利用函数性质解决参数求解、图象平移、函数值比较等基础题型.
(2)延续“作图—观察—对比—归纳—应用”的探究流程,通过类比旧知探究新知,掌握二次函数图象变换的通用探究方法,提升数形转化、规律归纳、知识迁移的能力.
(3)在图象动态变换探究中感受函数图象的规律性、对称性与统一性,培养严谨的数学思维和自主探究、合作交流的学习习惯,建立二次函数知识体系的整体认知.
重点:二次函数y=a(x-h)²+k的图象性质(开口、对称轴、顶点、增减性、最值);抛物线左加右减、上加下减的完整平移规律.
难点:准确理解参数h的几何意义,区分横向平移方向(极易混淆);灵活结合a、h、k三个参数综合分析函数图象特征;利用对称轴和增减性比较函数值大小.
第一环节 自主学习
温故知新:
创设情景,引入新课
复习回顾:(1)二次函数y=2x²-3的顶点坐标、对称轴、最值分别是什么?
(2)抛物线y=2x²-3由y=2x²经过怎样的平移得到?
学生作答,教师总结纵向平移规律:上加下减,k控制图象上下平移.
设问导入:若将函数变形为y=2(x-1)²-3,图象除上下平移外,还会发生什么变化?参数h会对抛物线产生什么影响?
【学法指导】
新知自研:自研课本第40-41页的内容
【学法指导】自研课本P40-41页内容
(一)画二次函数图象,并指出它们的开口方向、对称轴和顶点.
活动1.在平面直角坐标系中,画出二次函数的图象,并分别指出它们的开口方向、对称轴和顶点.
列表:
…
-4
-3
-2
-1
0
1
2
…
…
-5.5
-3
-1.5
-1
-1.5
-3
-5.5
…
描点画图,就得到的图象,如上左图.
观察图象:可以看出,抛物线的开口向下,对称轴经过(-1,0)且垂直于x轴的直线(记作x=-1),顶点是(-1,-1).
活动2.观察抛物线与抛物线有什么关系?
在同一直角坐标系中,画出抛物线与、,如上右图.
观察三个抛物线与、的相同点和不同点是什么?
可以发现,把抛物线向下平移1个单位得抛物线,再向左平移1个单位长度,就得到抛物线.
(二) 函数 y=a(x-h)²+k(a≠0)与函数 y=ax²的关系
活动3.利用信息技术工具画函数y=a(x-h)²+k(a≠0)与函数 y=ax²的图象(改变h、k的值),观察两图象变化.
操作观察: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(或向下)、向左(或向右)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的值来决定.
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)顶点是(h, k).
活动4.梳理总结y=a(x-h)²+k(a≠0)的完整性质和平移规律
图象共性:图象为抛物线,形状、开口大小、开口方向与y=ax²完全一致.
核心要素:对称轴:直线x=h,顶点坐标:(h, 0),平移规律:抛物线y=ax²左右平移得到y=a(x-h)²,左加右减h>0:向右平移h个单位,h<0,向左平移|h|个单位.
函数增减性与最值:当a>0时,开口向上,顶点为最低点;x<h时,y随x的增大而减小;x>h时,y随x的增大而增大;当x=h时,.当a<0时,开口向下,顶点为最高点;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x=h时,.
自研课本P40-41页内容
典型例题
例1:已知二次函数y=-2(x+1)²-4
(1)直接写出该抛物线的开口方向、对称轴、顶点坐标和函数最值;
(2)说明该抛物线是由y=-2x²经过怎样的平移得到的;
(3)若有三点A(-2,)、B(-1,)、C(0,),比较、、的大小.
【分析】本题综合考查本节课所有核心知识点,覆盖参数辨析、图象平移、函数性质、函数值比较四大高频考点。解题关键:先将解析式化为标准形式y=a(x-h)²+k,准确识别a、h、k的数值(重点注意符号变化);再结合平移规律、增减性、对称轴性质逐一解题,利用抛物线上点到对称轴的距离快速比较函数值大小.
【详解】解:(1)函数为标准形式:y=-2[x-(-1)]²-4
可得:a=-2,h=-1,k=-4.
∵ a=-2<0,∴抛物线开口向下,对称轴为直线x=-1,顶点坐标为(-1,-4);
当x=-1时,函数有最大值,最大值为y=-4,无最小值.
(2)根据平移规律“左加右减、上加下减”:抛物线y=-2(x+1)²-4是由抛物线y=-2x²向左平移1个单位,再向下平移4个单位得到.
(3)∵ a=-2<0。抛物线开口向下,对称轴为直线x=-1
开口向下的抛物线,点到对称轴距离越近,函数值越大分别计算三点到对称轴x=-1的距离:A(-2,):距离|-2-(-1)|=1;B(-1,):距离|-1-(-1)|=0(顶点,函数值最大);C(0,):距离|0-(-1)|=1,因此:>=.
例2.要修建一个圆形喷水池,在池中心竖直安装一根水管,在水管的顶端安一个喷水头,使喷出的抛物线形水柱在与池中心的水平距离为1.6m处达到最高,高度为3m,水柱落地处离池中心3.6m,水管的长应为多少?
【分析】将喷水池问题建立平面直角坐标系,构建二次函数问题加以解决.
【详解】解:如图,以水管与地面交点为原点,原点与水柱落地处所在直线为x轴,水管所在直线为轴,建立平面直角坐标系.
点(1.6,3)是图中这段抛物线的顶点,因此可设这段抛物线对应的函数解析式为y=a(x-1.6)²+3(0≤x≤3.6).
由这段抛物线经过点(3.6,0),可得0=a(3.6-1.6)²+3.
解得
因此
当x=0时,y=1.08,也就是说,水管的长应为1.08m.
第二环节 合作探究
讨论交流:
1.
讨论怎样画二次函数的图象.
2. 讨论二次函数 y=a(x-h)²+k(a≠0)与y=ax²两图象的关系.
3.讨论二次函数的y=a(x-h)²+k(a≠0)的完整性质和平移规律.
拓展提升:
1.如图,杭州亚运会上某运动员站在点O处练习发排球,将球从O点正上的A点处发出,把球看成点,其运行的路线近似看作是抛物线的一部分.已知球与O点的水平距离为时,达到最高,球场的边界距O点的水平距离为.
(1)请确定排球运行的高度与运行的水平距离满足的函数关系式;
(2)请判断排球第一次落地是否出界?请通过计算说明理由.
【详解】(1)由题意可知:该抛物线顶点为,
∴,
把的坐标代入解析式,得,
解得,
∴函数关系式为;
(2)没有出界,理由如下:
设第一次落地点为B,令,则,
解之得:(舍),,
∵,
∴排球第一次落地没出界.
课本课堂练习(P38第1题(2,4),第2题(1).
1.(2025•台湾)坐标平面上有二次函数y=﹣(x+7)2+12的图形,今将此图形向右平移10单位,平移过程中此图形与y轴的交点也会跟着变化.假设此图形与y轴的交点为P,判断在平移过程中,P点位置的变化情形为下列何者?( )
A.持续向下 B.持续向上
C.先向下再向上 D.先向上再向下
【解答】解:由题意,∵二次函数为y=﹣(x+7)2+12,
∴令x=0,则y=﹣37,即此时图象与y轴的交点P为(0,﹣37).
又根据“左加右减,上加下减”的平移规律,设此图形向右平移m单位(0<m≤10),
∴新图象为y=﹣(x+7﹣m)2+12.
∴图象与y轴交点P'为(0,﹣m2+14m﹣37).
又∵﹣m2+14m﹣37=﹣(m﹣7)2+12,
∴当m=7时,P'的纵坐标取最大值12.
又∵0<m≤10,
∴P点位置的变化先向上再向下.
故选:D.
2.(2025•连云港)如图,小亮同学掷铅球时,铅球沿抛物线y=a(x﹣3)2+2.5运行,其中x是铅球离初始位置的水平距离,y是铅球离地面的高度.若铅球抛出时离地面的高度OA为1.6m,则铅球掷出的水平距离OB为 m.
【解答】解:由题意,OA=1.6m,
得A(0,1.6),
将A(0,1.6)代入y=a(x﹣3)2+2.5,
得:1.6=a(0﹣3)2+2.5,
解得:,
∴,
令y=0,得,
解得:x1=8,x2=﹣2,
∴OB为8m,
故答案为:8.
3.(2026哈尔滨校考)小明跳起投篮,已知球在处出手时离地面高米,与篮圈中心的水平距离为米,当球出手后在处达到最大高度米,此时球运动的水平距离为米,设篮球运行的轨迹为如图所示的抛物线.
(1)求抛物线的解析式;
(2)篮圈中心距离地面米,问此球能否投中?请通过计算说明理由.
【详解】(1)解:根据题意,
点的坐标为,点坐标为,
设此抛物线对应的解析式为:,,
抛物线经过,
,
,
抛物线的解析式为:.
(2)篮圈中心的坐标为,
将坐标代入解析式中,得,
当时,,
故此球能投中.
4.(2026·台州校考)在平面直角坐标系中,二次函数的图象经过点.
(1)求这个函数的表达式.
(2)当时,随的增大而减小,求的取值范围.
【详解】(1)解:∵二次函数的图象经过点.
∴,解得:,
∴这个函数的表达式为:;
(2)∵,
∴其对称轴为:,
∵,
∴图象开口向上,则当时,随的增大而减小,
∴的取值范围为.
知识技能:(1)掌握顶点式y=a(x-h)²+k的核心要素:a定开口,直线x=h为对称轴,(h,k)为顶点;(2)熟记完整平移规律:左加右减、上加下减,可实现任意顶点式抛物线与基础抛物线的平移转化;(3)熟练判断函数最值、增减性,掌握利用对称轴距离比较函数值大小的方法.
思想方法:(1)数形结合思想:以图象直观特征解读函数解析式参数含义,以解析式精准量化图象性质;(2)类比迁移思想:类比纵向平移规律,探究横向平移规律,实现知识的迁移拓展;(3)从特殊到一般思想:由具体函数图象特征,归纳出所有顶点式二次函数的通用性质.
易错提醒:(1)符号误区:识别h时必须对照标准式y=a(x-h)²+k,x+h实际对应h为负数,极易判断平移方向错误;(2)平移误区:混淆横、纵向平移对应的参数,h管左右、k管上下,不可混淆;(3)性质误区:忽略a的正负直接判断增减性、最值;(4)顶点误区:顶点坐标是(h,k),切勿直接带入解析式中的符号写错坐标.
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