内容正文:
26.2二次函数的图象和性质
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
第二十六章 二次函数
人教版(新教材)·七年级上册
学 习 目 标
1
2
3
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.
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.
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.
知识回顾
1.二次函数的两种常用表达式是什么?
一般式:
顶点式:
配方
抛物线开口方向看a
函数增减性看对称轴左右
对称轴: 直线
顶点坐标:(, )
对称轴: 直线
顶点坐标:(, )
转 化
a>0
开口向上
a<0
开口向下
a>0
左降右升
a<0
左升右降
特征
特征
知识回顾
2.还记得如何求一次函数表达式吗?它的一般步骤是什么?
待定系数法
设
代
解
写
设函数解析式
解方程(组)
写出解析式
代入已知点的坐标列方程(组)
3.确定二次函数的表达式需要几个条件?
一般式:y=ax2+bx+c
顶点式:y=a(x-h)2+k,
三个系数
a,b,c
三个系数
a,h,k
只要二次函数解析式中的系数a,b,c或a,h,k确定,图像特征和性质就能确定
新知探究
探究点1
二次函数解析式的确定
做一做
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.
解:∵抛物线经过,两点,
代入解析得:
∴, 解得,
∴抛物线的解析式为.
写出解析式
讨论:抛物线经过,能得到怎样的对应关系?
经过
当时,
经过
当时,
一起来学习吧
新知探究
探究点1
二次函数解析式的确定
做一做
问题2:已知一条抛物线的顶点为(1, -4),且过点(3, 0),求这条抛物线的解析式.
解:∵抛物线顶点为(1, -4),
∴设这条抛物线的解析式y=a(x-1)2-4.
把点(3, 0)代入得
0 = (3-1)2a-4,
解得:a=1.
∴这条抛物线为y=(x-1)2-4,
即y=x2-2x-3.
讨论:抛物线的顶点为(1, -4),能得到怎样的对应关系?
顶点式:y=a(x-h)2+k,
h=1,k=-4
解析式: y=a(x-1)2-4.
可以化为一般式
已知不在同一直线上的三点(任意两点的连线不与坐标轴平行)或三个独立的条件。
已知顶点坐标或对称轴或最值,选择顶点式
二次函数常用的几种解析式的确定方法
一般式 y=ax2+bx+c (a≠0)
顶点式 y=a(x-h)2+k (a≠0)
用待定系数法确定二次函数的解析式时,应该根据条件的特点,恰当地选用一种函数表达式.
注意
设
代
解
写
设函数解析式
代入已知条件列方程(组)
解方程(组)
写出解析式
待定系数法
新知探究
探究点1
二次函数解析式的确定
归一归
新知探究
议一议
二次函数y = ax2+bx+c ( a ≠ 0 )图象与性质与a、b、c有什么关系?
开口方向
函数增减性
a 决定
a,b 共同决定
a,b ,c共同决定
c 决定什么?
抛物线与y轴的交点
探究点2
系数与图象的对应关系
对称轴
直线
顶点坐标
(, )
开口方向,对称轴
a,b 共同决定
c称为抛物线在y轴截距
新知探究
探究点2
系数与图象的对应关系
做一做
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.
… 0 1 2 3 4 …
… 5 0 0 5 …
解:(1)如图,列表如下
(2)如图,函数的图象如下:
1
2
3
4
-1
-2
1
2
3
4
5
-1
-2
(3)由图可知:与x轴交于,,
与y轴交于,
顶点坐标:,
对称轴:直线.
新知探究
探究点3
二次函数的综合应用
做一做
掌握二次函数的性质是解二次函数图象性质的综合应用的关键
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.
(1)解:抛物线经过点,,
,解得;
(2)解:由(1)知抛物线表达式为,
把代入解析式,得:
.
分析:
(1)求,的值即用待定系数法确定二次函数解析式
(2) 是抛物线上的点,即点坐标满足解析式, 代入解析式,求出m
新知探究
探究点4
二次函数的实际应用
做一做
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】
(1)建立合适的坐标系,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;
新知探究
探究点4
二次函数的实际应用
做一做
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;
(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;
y
O
x
新知探究
探究点4
二次函数的实际应用
做一做
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:
(2)由于暴雨导致水位上涨了2米,求此时水面的宽度;
【分析】
(2)水位上涨了2米时,则,求出对应的x的值即可;
解:由(1)得:,
当时,则:,
解得:,
,
∴水面上升2米后的水面宽度为米,
y
O
x
新知探究
探究点4
二次函数的实际应用
做一做
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:
(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】(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.
(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.
新知探究
探究点4
二次函数的实际应用
归一归
建立二次函数模型解决实际问题的基本步骤是什么?
(1)根据题意建立适当的平面直角坐标系.
(2)把已知条件转化为点的坐标.
(3)合理设出函数解析式.
(4)利用待定系数法求出函数解析式.
(5)根据求得的解析式进一步分析,判断并进行有关的计算.
典例分析
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.
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:.
典例分析
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.
解:(1)配方化为顶点式,
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)由题意得:a=-1<0,
∴抛物线开口向下;
令y=-x²+2x+3=0
∵△=b²-4ac==4+12=16>0,
∴方程无实数根
即 抛物线与x轴有两个交点;
把x=0代入y=-x²+2x+3 ,
得:y=3
∵3>0,∴抛物线与y轴交于正半轴。
典例分析
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.
(3)抛物线开口向下,对称轴x=1;
当0≤x≤3时;
∴ 当x=1时,函数取得最大值,;
∵ x=0时,y=3;
x=3时,y = -9+6+3=0;
∴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,∴ >.
典例分析
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.
(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∴.
典例分析
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.
(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)
典例分析
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?
解:(1)由题意得:
,,
;
;
(2),
当时,的面积最大,最大值是.
新知巩固
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;
解:(1)
.
(2)∵抛物线,
∴对称轴为直线,
顶点坐标为.
拓展提升
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.
(1)解:∵,是的中点,∴,
∵,∴,
∵,∴,
拓展提升
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);
(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,
∴,
拓展提升
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.
(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.
(3)这次发球可以过网且不出边界, 理由:当时,
,
当时,
.
∴这次发球可以过网且不出边界.
真题感知
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:(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.
真题感知
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.
(2)由题意,结合(1)
y=(x+1)2﹣3,
∴顶点坐标为(﹣1,﹣3).
作图如下.
真题感知
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 …
(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.
(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.
真题感知
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 …
(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.
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.
真题感知
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 …
(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.
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.
真题感知
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:(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;
真题感知
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.
(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.
真题感知
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.
解:(1)由题意得,
,,
∴;
(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.
课堂小结
(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.
知识与技能
课堂小结
(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.
思想与方法
课堂小结
(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.
易错点提醒
课后练习
9. 如图,在平面直角坐标系中,点A的坐标是(0,2).在x轴上任取一点M,并按以下步骤作图:
①连接AM,作线段AM的垂直平分线l1,过点M作x轴的垂线l2 ,记l1 , l2的交点为P;
②在x轴上多次改变点M的位置,用①的方法得到相应的点P,再用平滑的曲线连接这些点,记为曲线l.
(1)对于曲线 l上任意一点P,线段PA与PM有什么关系?
(2)设点P的坐标是(x , y),根据(1)的结论求 x , y 满足的关系式.你能由此确定曲线 l 是哪种曲线吗?(提示:根据勾股定理,用含 x,y 的式子表示线段PA的长.)
M
P
l2
l1
习题 26.2
课本p44页
课后练习
解:(1)∵l1是线段AM的中垂线
∴PA=PM
(2) 做PB⊥y轴于点B,
则PA2=PB2+AB2=PM2
即x2+(y-2) 2=y2,得y=x2+1,所以l是抛物线.
B
习题 26.2
课本p44页
9. 如图,在平面直角坐标系中,点A的坐标是(0,2).在x轴上任取一点M,并按以下步骤作图:
①连接AM,作线段AM的垂直平分线l1,过点M作x轴的垂线l2 ,记l1 , l2的交点为P②在x轴上多次改变点M的位置,用①的方法得到相应的点P,再用平滑的曲线连接这些点,记为曲线l.
(1)对于曲线 l上任意一点P,线段PA与PM有什么关系?
(2)设点P的坐标是(x , y),根据(1)的结论求 x , y 满足的关系式.你能由此确定曲线 l 是哪种曲线吗?(提示:根据勾股定理,用含 x,y 的式子表示线段PA的长.)
谢谢聆听
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