内容正文:
26.2.3 二次函数y=ax²+bx+c的图象和性质(第二课时 总结提升与综合应用复习)(教学设计)
1.教学内容
本节课是人教版2024版九年级上册第26章《二次函数》,26.2二次函数图像与性质,二次函数y=ax²+bx+c的图象和性质,第二课时二次函数图象与性质的总结提升与综合应用复习课.核心内容:系统梳理y=ax²+bx+c(a≠0)的图象、公式与全套性质;重点探究a、b、c、△的符号与抛物线图象的对应关系;掌握利用二次函数性质比较函数值大小、限定区间动态最值、图象特征判断、参数分析等中高难度考点;整合配方法、公式法两种解题思路,解决含参数、含区间限制的综合性题型,夯实新知、突破难点、纠正易错问题,为二次函数与方程、不等式综合应用奠基.
2. 内容解析
本节课是第一课时新授课的巩固、整合、拔高课.第一课时学生掌握了一般式配方变形、对称轴与顶点公式、基础图象性质,本节课重在知识系统化、方法通用化、题型综合化.既是对前序特殊二次函数、一般式基础性质的复盘总结,也是衔接后续二次函数综合题、实际应用题的关键过渡课,是本章夯实函数数形结合思维、规范解题模型、突破中档压轴题的核心课时.本课遵循“梳理体系—突破重难点—纠错巩固—综合拔高”的复习逻辑,打破零散知识点记忆,构建“解析式→系数符号→图象特征→区间性质→动态最值”的完整解题链条,落实初中函数学习的通用方法,突出数形结合、分类讨论核心思想,重点解决学生区间最值不会分类、参数图象不会分析、函数值比较不会利用对称轴的核心难点.
基于以上分析,本节课的教学重点为:二次函数y=ax²+bx+c(a≠0)图象与性质的综合拔高应用;由a、b、c、△的符号判断抛物线图象特征,由图象特征反推系数符号;闭区间内动态最值问题、多点函数值大小比较高阶方法.
教学目标
(1)系统熟记二次函数一般式全套图象与性质,精准掌握a、b、c对抛物线的影响;能熟练用配方法、公式法解决图象符号判断、含区间限定最值、多点函数值比较、参数分析等高阶综合问题,规避常见易错点.
(2)通过体系梳理、拔高典例探究、错题复盘,提升知识归纳能力、数形结合分析能力、分类讨论推理能力,掌握二次函数中档综合题的解题思路与答题规范.
(3)通过知识整合构建完整知识体系,突破中档难点题型,消除畏难心理,提升解题自信心;培养严谨的数学思维、规范的答题习惯,养成复盘纠错的学习意识.
2.目标解析
目标1面向全体学生,落实拔高目标。要求学生告别机械记忆,深度活用一般式二次函数性质,能双向推导解析式与图象特征,熟练解决区间动态最值、多点比较大小等中档压轴题型.
目标2聚焦核心素养.引导学生自主梳理知识体系,学会分类讨论、数形结合、距离比较等高阶解题方法,形成稳定的二次函数综合题解题模型.
目标3立足长效发展.通过拔高典例精讲,让学生体验难题拆解过程,培养拆解复杂问题、分步推理的数学能力.
学生经过第一课时新授,已掌握一般式配方变形、对称轴和顶点坐标公式,了解开口、增减性、最值等基础性质,能够独立完成基础计算题. 主要存在的问题:(1)知识零散,未形成体系,综合题不会调用对应性质;(2)只会求全体实数最值,不会处理限定区间、动态最值;(3)多点函数值比较只会代入硬算,不会用对称轴距离法快速判断;(4)面对多问综合题,不会拆解题干、分步分析.通过体系梳理固化知识框架,通过拔高综合典例突破难点,教会学生拆解题型、分类讨论、数形速判,实现从“基础会做”到“难题会思、方法最优”的提升.
基于以上分析,本节课的教学难点确定为:对称轴在区间内外、区间内部的分类最值讨论;利用“点到对称轴的距离”比较任意多点函数值大小;数形结合双向推理的综合应用.
创设情景,引入新课
复习回顾:(1)二次函数一般式配方的关键步骤是什么?
(2)对称轴、顶点坐标公式是什么?
(3)比较抛物线上两个点的函数值,除了代入计算,有没有更快捷的方法?
快速复盘:开口规律、对称轴公式、顶点、增减性、基础最值,引出本节课拔高内容:区间分类最值、对称轴距离比较函数值.
(设计意图:以进阶问题唤醒旧知,直指学生薄弱难点,为拔高例题学习做好思维铺垫.)
探究点1 二次函数解析式的确定
根据二次函数解析式的一般式、顶点式等特点,用待定系数法求抛物线解析式.
问题1:已知抛物线经过,,两点,求抛物线的解析式.
【分析】本题考查了待定系数法求抛物线解析式.正确运算是解题的关键.
待定系数法求抛物线解析式即可.
【详解】解:∵抛物线经过,,两点,
∴,
解得,
∴抛物线的解析式为.
探究点2 系数与图象的对应关系
结合图象系统归纳核心规律:
1. a:开口方向、开口大小;
2. a、b(左同右异):对称轴位置;
3. c:y轴截距.
问题2.如图,在直角坐标系中,已知函数.
(1)完成以下列表:
…
0
1
2
3
4
…
…
…
(2)画出这个函数的图象;
(3)观察图象,写出图象与坐标轴的交点坐标,顶点坐标及对称轴.
【分析】(1)把x代入二次函数即可求解;
(2)根据列表即可作图;
(3)根据二次函数图象即可求出坐标轴的交点坐标,顶点坐标及对称轴.
此题主要考查二次函数图象,解题的关键是根据表格画出函数图象.
【详解】(1)如图,列表如下
…
0
1
2
3
4
…
…
5
0
0
5
…
故答案为:5,0,,,,0,5;
(2)如图,函数的图象如下:
(3)由图可知:与x轴交于,,与y轴交于,顶点坐标,对称轴.
探究点3 二次函数的综合应用
二次函数的性质,解题关键是掌握二次函数图象性质的综合应用.
问题3.已知抛物线经过点,.
(1)求,的值;
(2)若是抛物线上的点,求的值.
【分析】本题考查二次函数图像与性质,涉及待定系数法确定函数关系式、根据自变量值求函数值等知识,熟记二次函数图像与性质,掌握待定系数法及点在图像上的含义是解决问题的关键.
(1)利用待定系数法,将,代入函数表达式,解二元一次方程组即可得到答案;
(2)由(1)中所得,确定函数表达式,将代入即可得到值.
【详解】(1)解:抛物线经过点,,
,解得;
(2)解:由(1)知抛物线表达式为,
若是抛物线上的点,则.
探究点4 二次函数的实际应用
建立合适的平面直角坐标系,转化为二次函数型问题.
问题4.一座拱桥的示意图如图2所示,当水面宽为16米时,桥洞顶部离水面4米.已知桥洞的拱桥是抛物线,请尝试解决以下问题:
(1)建立合适的平面直角坐标系,求该拋物线的表达式;
(2)由于暴雨导致水位上涨了2米,求此时水面的宽度;
(3)已知一艘货船的高为米,宽为米,其截面如图3所示.为保证这艘货船可以安全通过拱桥,水面在正常水位的基础上最多能上升多少米?(结果精确到)
【分析】本题考查二次函数的实际应用,建立合适的平面直角坐标系是解题的关键.
(1)建立的坐标系要便于计算,因此以正常水面所在直线为x轴,拱桥的最高点在y轴上,设抛物线的函数表达式为,利用待定系数法求解;
(2)水位上涨了2米时,则,求出对应的x的值即可;
(3)货船安全通过拱桥,当水面宽与货船宽相等时,水位上升的高度取最大值,结合函数解析式求解.
【详解】(1)解:如图,为宽16米的水面,C为拱桥最高点,以的中点为平面直角坐标系的原点O,所在直线为x轴,所在直线为y轴,建立平面直角坐标系如下:
则,,
抛物线的顶点坐标为,,
设抛物线的函数表达式为,
将代入,得:,
解得:,
∴该抛物线的表达式为;
(2)解:在中,当时,则,
解得:,
,
∴水面上升2米后的水面宽度为米,
(3)解:如图,这艘货船安全通过拱桥时,水面最多可以上升到处,
∵货船的高为米,宽为米,
∴米,,
设米,则米,
∴点的坐标为,
将代入,得:
解得,
∴要使这艘货船安全通过拱桥,水面在正常水位的基础上最多能上升米.
(设计意图:通过系统复习,突破本节课重点知识.)
典型例题
例1:已知抛物线的顶点是,且经过点,求该抛物线的函数解析式.
【分析】本题主要考查了待定系数法求二次函数解析式,解题的关键是熟练掌握待定系数法求二次函数解析式的一般步骤,准确计算.
【详解】解:∵抛物线的顶点是,
∴可设抛物线的函数解析式为,
∵点在该抛物线上,
∴,
解得:,
∴抛物线的函数解析式为:.
例2.已知二次函数y=-x²+2x+3,完成下列问题:
(1)将函数化为顶点式,写出对称轴、顶点坐标;
(2)判断抛物线的开口方向、与坐标轴交点个数;
(3)当0≤x≤3时,求函数的最大值和最小值;
(4)若点A(1,)、B(2,)在抛物线上,比较、的大小.
【分析】本题为综合性复习典例,全覆盖本节课核心考点:配方变形、公式应用、系数图象对应关系、区间最值、函数值大小比较。解题核心逻辑:先通过配方或公式确定抛物线基础特征,再结合对称轴、开口方向分析增减性,最后结合自变量取值区间求解最值、比较函数值,完整复刻二次函数综合题解题流程,规范答题步骤.
【详解】解:(1)配方化为顶点式,求对称轴、顶点
y=-x²+2x+3=-(x²-2x)+3=-(x²-2x+1-1)+3=-(x-1)²+4
可得:对称轴为直线x=1,顶点坐标(1,4).
(2)判断开口与坐标轴交点a=-1<0,抛物线开口向下;
判别式△=b²-4ac==4+12=16>0,
因此抛物线与x轴有两个交点;
当x=0时,y=3,抛物线与y轴交于正半轴。
(3)抛物线开口向下,对称轴x=1,当0≤x≤3内;
∴ 当x=1时,函数取得最大值,;
分别计算区间端点函数值:
x=0时,y=3;x=3时,y=-9+6+3=0;
对比可得:当x=3时,函数取得最小值,
(4)比较函数值大小
对称轴x=1,开口向下,
∴ 当x>1时,y随x增大而减小;
∵ 1<2,∴ >.
例3.阅读材料:设二次函数,的图象的顶点坐标分别为,,若,,且开口方向相反,则称是的“问真二次函数”.
(1)请写出二次函数的一个“问真二次函数”.;
(2)已知关于x的二次函数和二次函数,若函数恰是的“问真二次函数”,求a的值.
【分析】本题考查二次函数的性质.
(1)先将配方求出顶点坐标,然后根据题干中“问真二次函数”定义求解.
(2)由二次函数可得顶点坐标为,二次函数的顶点坐标为,根据题干中“问真二次函数”定义求解即可.
解题关键是读懂“问真二次函数”的定义,将函数化为顶点式求解.
【详解】(1)解:设二次函数的一个“问真二次函数”为,
,
,,
,,
两个函数图像开口方向相反,
的值可以是,
二次函数的一个“问真二次函数”可以是,
即(答案不唯一);
(2)∵图象的顶点为.
的顶点坐标为.
∵,且
∴.
例4.如图,在中,,,.点从点出发,以的速度沿运动;同时,点从点出发,以的速度沿运动.当点到达点时,、两点同时停止运动.设动点运动的时间为.
(1)试写出的面积与之间的函数表达式;
(2)当为何值时,的面积最大?最大面积是多少?
【分析】此题是三角形和二次函数的综合题,主要考查了动点运动问题,三角形的面积,二次函数的应用,难度适中,正确表示出,的长是解题关键.
(1)利用两点运动的速度表示出,的长,进而表示出的面积即可;
(2)利用配方法求出函数顶点坐标即可得出答案.
【详解】(1)由题意得:,,
;
;
(2),
当时,的面积最大,最大值是.
(设计意图:通过综合性例题,整合本节课所有核心知识点,帮助学生巩固性质和平移规律;规范解题步骤,培养学生严谨的答题习惯,同时让学生掌握利用对称性、增减性比较函数值的解题技巧,实现知识的学以致用.)
1.已知抛物线.
(1)用配方法将化成的形式;
(2)写出该抛物线的对称轴和顶点坐标;
【详解】(1).
(2)∵抛物线,
∴对称轴为直线,
顶点坐标为.
(设计意图:学完新知识后及时进行课堂巩固练习,不仅可以强化学生对新知的记忆,加深学生对新知的理解,还可以及时反馈学习情况,帮助学生查漏补缺,帮助教师及时调整教学策略)
1.如图,已知女排球场的长度为米,位于球场中线处的球网的高度米,一队员站在点处发球,排球从点的正上方米的点向正前方飞去,排球的飞行路线是抛物线的一部分,当排球运行至离点的水平距离为米时,到达最高点,以为原点建立如图所示的平面直角坐标系.
(1)写出点坐标___________;点坐标___________.
(2)若排球运行的最大高度为米,求排球飞行的高度(单位:米)与水平距离(单位:米)之间的函数关系式(不要求写自变量的取值范围);
(3)在(2)的条件下,这次所发的球能够过网吗?如果能够过网,是否会出界?请说明理由.
【详解】(1)∵,是的中点,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
故答案为:,;
(2)解:由排球运行的最大高度为米,则顶点的坐标点,
则设抛物线的解析式为,
∵点坐标为,点在抛物线上,
∴,
解得,
∴,
(3)这次发球可以过网且不出边界,
理由:当时,,
当时,.
故这次发球可以过网且不出边界.
1.(2025•河南)在二次函数y=ax2+bx﹣2中,x与y的几组对应值如表所示.
x
…
﹣2
0
1
…
y
…
﹣2
﹣2
1
…
(1)求二次函数的表达式.
(2)求二次函数图象的顶点坐标,并在给出的平面直角坐标系中画出二次函数的图象.
(3)将二次函数的图象向右平移n个单位长度后,当0≤x≤3时,若图象对应的函数最大值与最小值的差为5,请直接写出n的值.
【解答】解:(1)由题意,结合表格数据可得,二次函数的对称轴是直线x1.
∴可设二次函数为y=a(x+1)2+k.
又∵图象过(0,﹣2),(1,1),
∴﹣2=a(0+1)2+k,且1=a(1+1)2+k.
∴a=1,k=﹣3.
∴二次函数为y=(x+1)2﹣3,即y=x2+2x﹣2.
(2)由题意,结合(1)y=(x+1)2﹣3,
∴顶点坐标为(﹣1,﹣3).
作图如下.
(3)由题意,∵二次函数的图象向右平移n个单位长度后,
∴新函数为y=(x+1﹣n)2﹣3.
∴此时对称轴是直线x=n﹣1,函数图象开口向上.
∴①当3≤n﹣1时,即n≥4,
∴当x=0时,y取最大值为(1﹣n)2﹣3;当x=3时,y取最小值为(4﹣n)2﹣3.
又∵最大值与最小值的差为5,
∴(1﹣n)2﹣3﹣(4﹣n)2+3=5.
∴n4,不合题意.
②当0<n﹣1<3时,即1<n<4,
∴当x=0或x=3时,y取最大值为(1﹣n)2﹣3或(4﹣n)2﹣3;当x=n﹣1时,y取最小值为﹣3.
又∵最大值与最小值的差为5,
∴(1﹣n)2﹣3+3=5或(4﹣n)2﹣3+3=5.
∴n=1或n=1(不合题意,舍去)或n=4(不合题意,舍去)或n=4.
③当n﹣1≤0时,即n≤1,
∴当x=0时,y取最小值为(1﹣n)2﹣3;当x=3时,y取最大值为(4﹣n)2﹣3.
又∵最大值与最小值的差为5,
∴(4﹣n)2﹣3﹣(1﹣n)2﹣3=5.
∴n1,不合题意.
综上,n=1或n=4.
2.(2025•浙江)已知抛物线y=x2﹣ax+5(a为常数)经过点(1,0).
(1)求a的值.
(2)过点A(0,t)与x轴平行的直线交抛物线于B,C两点,且点B为线段AC的中点,求t的值.
(3)设m<3<n,抛物线的一段y=x2﹣ax+5(m≤x≤n)夹在两条均与x轴平行的直线l1,l2之间.若直线l1,l2之间的距离为16,求n﹣m的最大值.
【解答】解:(1)把(1,0)代入y=x2﹣ax+5,
得:1﹣a+5=0,
解得:a=6;
(2)由(1)知:y=x2﹣6x+5,
∴对称轴为直线,
∵点A(0,t)在y轴上,过点A(0,t)与x轴平行的直线交抛物线于B,C两点,
∴B,C关于对称轴对称,B,C的纵坐标均为t,
又∵点B为线段AC的中点,
∴xc=2xB,
∴,
∴xB=2,
∴x=2代入y=x2﹣6x+5,
得:y=22﹣6×2+5=﹣3,
∴t=﹣3;
(3)∵y=x2﹣6x+5=(x﹣3)2﹣4,
∴抛物线的顶点坐标(3,﹣4),
当抛物线的一段y=x2﹣ax+5(m≤x≤n)夹在两条均与x轴平行的直线l1,l2之间时,m,n为直线与抛物线的交点,
∴要使n﹣m最大,则,m,n为一条直线与抛物线的交点,x=m和x=n关于对称轴对称,
又∵直线l1,l2之间的距离为16,为定值,
∴当一条直线恰好经过抛物线的顶点(3,﹣4),即:y=﹣4时,n﹣m最大,此时另一条直线的解析式为y=16﹣4=12,如图:
∴当x2﹣6x+5=12时,
解得:x1=7,x2=﹣1,
即n=7,m=﹣1,
∴n﹣m的最大值为:7﹣(﹣1)=8.
3.(2026·江门校考期中)如图,在中,,,,点从出发沿向点以1厘米/秒的速度匀速移动;点从出发沿向点以2厘米/秒的速度匀速移动.点、分别从起点同时出发,移动到某一位置时所需时间为秒.
(1)填空:_______,_______.
(2)当为何值时,的面积等于?
(3)当为何值时,的面积最大.
【详解】(1)由题意得,,,
∴;
故答案为:,;
(2)根据题意得:,
解得:;
∵点从出发沿向点以1厘米/秒的速度匀速移动;点从出发沿向点以2厘米/秒的速度匀速移动,
∴,,
∴,
∴当时,的面积等于;
(3),
∴当时,的面积最大.
(设计意图:在学习完知识后加入中考等真题练习,不仅可以帮助学生明确考试方向,熟悉考试题型,检验学习成果,提升应考能力,还可以提升学生的学习兴趣和动力)
知识技能:(1)熟练完成一般式与顶点式互化,熟记核心公式;(2)掌握a、b、c、△数形双向判断;(3)掌握区间分类讨论求最值方法;(4)掌握对称轴距离法快速比较多点函数值.
思想方法:(1)数形结合:以形助数、以数释形;(2)分类讨论:区间位置分类求最值;(3)模型思想:固化二次函数综合题解题模板.
易错提醒:(1)区间最值必须对比顶点和端点,不能只看顶点;(2)开口方向不同,距离对称轴远近对应的函数值大小规律相反;(3)配方提取系数后,常数项极易算错.
(设计意图:对本课的知识进行总结,有利于学生对增强学习的主动性与连贯性. )
必做题:课本习题26.2第6、7、8题
探究性作业:课本习题26.2第9题
(设计意图:对本节课的知识进行巩固训练 )
主板书
26.2.3 二次函数y=ax²+bx+c的图象和性质(第二课)
一、核心公式
二、典例核心
三、致命易错
副板书
典型例题
(预留区域,课堂书写化简、检验例题)
例题
学生练习板演
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
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