内容正文:
第5讲 一元二次函数、方程和不等式
/ 第1课时 二次函数及其性质 /
1
课前基础巩固
课堂考点探究
课时作业
2
1.掌握二次函数的图象与性质(单调性、对称性、顶点、最值).
2.了解二次函数的广泛应用.
课 标 要 求
3
◆ 知识聚焦 ◆
二次函数的图象和性质
解析式
图象
定义域
值域 _ ____________ _ ___________
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4
解析式
单调性 在_ __________上单调递
减,在 上单调
递增 在_ __________上单调递
增,在 上单调递
减
顶点坐标 _ ____________
奇偶性 当______时为偶函数
对称轴方程
续表
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5
常用结论
1.二次函数解析式的三种形式:
(1)一般式: ;
(2)顶点式: ;
(3)零点式: .
2.一元二次函数图象与 轴的交点个数
(1)没有交点 ;
(2)有一个交点 ;
(3)有两个不同的交点 .#1.1.3.3
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3.二次函数零点的分布问题
设函数,若在区间上,有 ,
,则曲线必与轴相交在 内至少有一个零
点 .#1.1.4.1
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◆ 对点演练 ◆
题组一 常识题
1.[教材改编]函数 的最大值为___.
4
[解析] .
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8
2.[教材改编]已知为二次函数,若在处取得最小值 ,
且的图象经过原点,则函数 的解析式为_ _______________.
[解析] 由题意,可设,
又 的图象过原点,所以,解得 ,
所以 .
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3.[教材改编]若函数, 的图象关于
直线对称,则 ___.
6
[解析] 函数, 的图象关于直线
对称,且,, .
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题组二 常错题
◆ 索引:对二次函数的图象特征把握不准致误;二次函数的单调性
理解不到位致误.
4.若,,则函数 的大致图象是____.(填序号)
③
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[解析] 由题意可知,函数图象的开口向下,对称轴方程为 ,
且 ,函数图象过原点,故填③.
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5.若函数在上单调递减,则 的取值范围是
_ _________.
[解析] 当时,函数在 上单调递增,不符合题意;
当时,函数 的图象的对称轴为直线,
依题意知解得 .
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13
探究点一 二次函数的解析式
例1 已知二次函数的图象经过点,的图象截 轴所得线
段的长度为2,并且对任意,都有 ,则
____________.
[思路点拨]根据得到函数 的图象关于直线
对称,结合的图象截轴所得线段的长度为2,得到 的
图象与轴的两个交点的坐标分别为和,设出 的零点
式,将点的坐标代入,即可求出 的解析式.
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[解析] 因为对任意恒成立,所以 的图
象关于直线对称,
又的图象截 轴所得线段的长度为2,
所以的两个根分别为和 ,
所以二次函数的图象与轴的两个交点的坐标分别为和 ,
故可设.
因为点在的图象上,所以 ,解得,
故 .
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[总结反思]
求二次函数解析式的三个策略:
(1)已知三个点的坐标,宜选用一般式;
(2)已知顶点坐标、对称轴、最大(小)值等,宜选用顶点式;
(3)已知图象与 轴的两交点的坐标,宜选用零点式.
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变式题 已知二次函数满足,,且 的最
大值是8,则 ______________.
[解析] 方法一(利用“一般式”):设 ,
由题意得解得 所以
.
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方法二(利用“顶点式”):设 .
因为,
所以的图象的对称轴为直线 ,所以.
又函数有最大值8,所以 ,所以.
因为,所以 ,解得,
所以 .
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方法三(利用“零点式”):由题可知的两根为 ,
,故可设 ,即
.
又函数 有最大值8,所以,解得,
故 .
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探究点二 二次函数的图象
例2(1)已知函数,若, ,
则 的图象可能是( )
A. B. C. D.
[思路点拨]根据,,判断出, 的符号后可得
正确的选项;
√
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20
[解析] 因为, ,所以,
即,所以 的图象开口向上,排除B,C;
又,所以 ,所以 ,排除A.
故选D.
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(2)设,二次函数 的图象为下列4个图
象之一,则 的值为( )
①
②
③
④
A.1 B. C. D.
√
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[思路点拨]由二次函数的性质得该函数的图象的对称轴不为 轴,
当时,对称轴方程为,当 时,对称轴方程为
,进而得该函数的图象,结合函数图象过坐标原点且开
口向下即可得答案.
[解析] 由题知,,所以二
次函数 的图象
不关于轴对称,故①②中图象不满
足题意.
①
②
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23
当 时,该二次函数的图象的对称轴为直线,易知
,故④中图象不满足题意.
当 时,该二次函数的图象的对称轴为直线,易知
,图象开口向下,故③中图象满足题意,此时函数图象过坐
标原点,故,可得 .故选B.
③
④
①
②
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[总结反思]
研究二次函数的图象应从“三点一线一开口”进行分析,“三点”中有一
个点是顶点,另两个点是图象上关于对称轴对称的两个点,常取与 轴
的交点;“一线”是指对称轴这条直线;“一开口”是指抛物线的开口方向.
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25
变式题 (多选题)如图,已知二次函数
的图象的顶点在第一象限,
且经过, 两个点,则下列说法正确
的是( )
A. B.
C. D.
√
√
√
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[解析] 根据题意,得 ,因为二次函数的图象
过点,所以 ,又顶点在第一象限,所
以对称轴方程为,则 ,所以
,故A正确;
二次函数的图象过点 ,所以,则
,故B错误;
因为 ,,所以,则 ,故C正确;
因为,所以,又 ,所以
,故D正确.故选 .
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探究点三 二次函数的最值
例3 已知函数 .
(1)若,求函数在区间 上的取值范围;
[思路点拨]把 代入函数解析式,再判断函数在已知区间上的
单调性,即可求解;
解:若,则, 的图象
的对称轴方程为, 函数在区间 上单调递减,在区
间 上单调递增,在区间上的最小值为,
又 , ,在区间上的取值范围为 .
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(2)若函数在区间上有最小值3,求 的值.
[思路点拨]根据对称轴的位置,分三种情况讨论,分别求出
在已知区间上的最小值,令其为3,解出 的值,即可求解.
解:,其图象的对称轴方程为 .
①当,即时,函数在上单调递增,
在 上的最小值为 ,
由,可得 .
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②当,即时,在 上的最小值为
,在 上无解.
③当,即时,函数在上单调递减,
在 上的最小值为,
由 ,可得.
综上所述,或 .
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30
[总结反思]
(1)影响二次函数在闭区间上的最大值与最小值的要素是图象的开
口方向、对称轴位置、闭区间.
(2)常结合二次函数在给定区间上的单调性或图象求解最大值与最
小值,通常在区间的端点或二次函数图象的顶点处取得最值.
(3)当开口方向或对称轴位置或区间不确定时要分情况讨论.
课 堂 考 点 探 究
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变式题 已知函数 .
(1)若在上单调递增,求 的取值范围;
解:由函数,可得 的图象开口向上,且其
对称轴为直线,要使得在 上单调递增,则满足
,所以的取值范围为 .
课 堂 考 点 探 究
32
(2)求在 上的最小值.
解:由函数,可得 的图象开口向上,且其
对称轴为直线 ,
当时,函数在上单调递增,所以在 上的
最小值为 ;
当时,函数在上单调递减,在 上单调递
增,所以在上的最小值为 ;
课 堂 考 点 探 究
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当时,函数在上单调递减,所以在 上的
最小值为 .
综上可得,在 上的最小值
课 堂 考 点 探 究
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课时作业
35
◆ 基础热身 ◆
1.若二次函数满足,,且图象过原点,则 的
解析式为( )
A. B.
C. D.
[解析] 二次函数满足, ,且图象过原点,设二次
函数,可得则 故
.故选B.
√
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2.已知函数在上单调递增,在 上
单调递减,则 ( )
A. B.13 C.7 D.不确定
[解析] 依题意知的图象的对称轴为直线 ,
所以,解得,所以 ,所以
.故选B.
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3.已知,则函数和 在同一平面直角
坐标系内的图象可以是( )
A. B. C. D.
√
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[解析] 若,则一次函数 为增函数,二次函数
的图象开口向上,若,则一次函数
为减函数,二次函数 的图象开口向下,排除A,D;
对于B,由图可知 不等式组无解,排除B.故选C.
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4.已知二次函数的图象与 轴的两个交点
的横坐标分别为和3,则二次函数 的单调递减区间为( )
A. B. C. D.
[解析] 因为二次函数的图象与 轴的两
个交点的横坐标分别为和3,所以 的图象的对称轴方程为
,又,所以的图象开口向上,所以 的单调
递减区间为 .故选A.
√
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5.如果函数,对任意的实数 ,都有
,那么( )
A. B.
C. D.
[解析] ,对任意的实数 ,都有,
函数 的图象的对称轴方程为.
的图象开口向上,对称轴方程为, 距离最近,
距离最远, .故选D.
√
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6.(多选题)[2025⋅ 四川眉山一诊]如图,二次函数
的图象经过点, ,下列说法正确的是( )
A.
B.
C.当时,函数 取得最小值
D.图象的对称轴是直线
√
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[解析] 因为二次函数 的图象经过点
,,所以 的两根分别为1,5.
由图可知, ,由根与系数的关系可知
,即 ,故A错误;
由图可知,该二次函数与轴有两个交点,所以
,故B错误;
由根与系数的关系可知, ,即该二次函数的图象的对称轴方
程为,所以当时,函数 取得最小
值,故C,D正确.故选 .
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[解析] 令,得或 ,当或时,
,其图象的对称轴方程为;
当 时,,其图象的对称轴方程为.
作出 的图象,如图所示,由图可知,
的单调递减区间为和 .
7.函数 的单调递减区间是_ ______________.
和
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8.已知函数在区间上的取值范围为 ,则
实数 的取值范围为______.
[解析] 函数的图象的对称轴方程为,则 在
上单调递减,且,当时,函数 单调递
增,且, 要使函数在区间 上的取值
范围为,则实数的取值范围是 .
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9.已知是二次函数,且满足, .
(1)求函数 的解析式;
解:设 ,, ,
又 ,
,
即 ,
解得 .
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(2)设函数,求在区间 上的最小值
的表达式.
解:由题意得, ,则二次函数
的图象的对称轴为 .
当时,,在上单调递增,当时, 取得
最小值;
当时,,在 上单调递减,在上单调
递增,当时,取得最小值;
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当 时,,在上单调递减,当时, 取得
最小值 .
综上,
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◆ 综合提升 ◆
10.若函数在区间 上单调递减,则实数
的取值范围是( )
A. B. C. D.
[解析] 因为的图象的对称轴为直线 ,所以
函数在上单调递减,又函数 在区间
上单调递减,所以,解得,
又 ,所以,故实数的取值范围是 .故选C.
√
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11.已知向量, ,则函数
的图象不可能为( )
A. B. C. D.
√
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[解析] 因为 ,所以.
当时,,故A可能为 的图象;
当时,二次函数 的图象开口向上,由
,解得或,所以 的零点为0和
,且,故B可能为的图象,C不可能为 的图象;
当时,二次函数 的图象开口向下,的零点
为0和,且,故D可能为 的图象.
故选C.
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12.(多选题)已知函数 ,则下列结论正确的是
( )
A.若是偶函数,则
B.若的解集是,则
C.若,则 恒成立
D.当,时,在 上单调递增
√
√
√
[解析] 对于A,函数的定义域为,若函数 为偶函数,则
,即,即 对任意的
恒成立,所以,故A正确;
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对于B,若不等式 的解集为,则且,1为方程
的两根,则 解得故,故B正确;
对于C,若 ,则,,故 不
恒成立,故C错误;
对于D,当时,因为,所以在上单调递增,当
时,函数的图象的对称轴为直线,且 ,由二次函数的单
调性可知,函数在上单调递增,故D正确.故选 .
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13.请写出同时满足下面三个条件的一个函数解析式:
_______________________.
;有两个零点; 有最小值.
(答案不唯一)
[解析] 令,则其图象的对称轴为直线 ,满足
;
令,解得或 ,满足有两个零点;
,当 时,,满足
有最小值.
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14.已知函数在上单调,则实数 的取值范围为
_________________.
[解析] , 令, , 则“函数
在上单调”等价于“函数 在上单调”.
的图象的对称轴为直线 ,
若在上单调递增,则,解得 ;
若在上单调递减,则,解得 .
综上所述,实数的取值范围为 .
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15.已知函数 .
(1)若,求不等式 的解集;
解:当时,不等式即为 ,
所以,则有,则 ,故不等
式的解集为 .
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(2)当时,的最小值为,求 的值.
解:令,,则,设,则 的
图象开口向上,对称轴方程为 .
①当,即时,在 上的最小值为
,解得 ,不符合题意;
②当,即时,在 上的最小值为
,可得 ;
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③当,即时,在 上的最小值为
,解得 ,不符合题意.
综上所述,的值为 .
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◆ 能力拓展 ◆
16.(多选题)若函数在 上单调,
则实数 的值可以为( )
A. B. C. D.3
√
√
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[解析] ①当,即 时,
,所以 的图象的对称轴为直
线,当时, 的图象如图①所示,当
时, 的图象如图②所示.
由图可知,要使函数
在上单调,则
或 ,解得或,即或 .
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②当,即或 时,令
,则的图象的对称轴为直线
,当时,的图象如图③所
示,当时, 的图象如图④所示.
由图可知,要使函数在 上单调,
则或可得或 .
综上,或.故选 .
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17.[2024·北京卷]已知, ,
是平面直角坐标系中的点集.设是 中两点间的距离的最
大值,是 表示的图形的面积,则( )
A., B.,
C., D.,
√
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[解析] 对任意的,,因为 ,
所以,即 ,所以集合
,, 表示的图形即为
不等式组 表示的平面区域,如图中阴
影部分所示,其中,,,连接.
由图可知, ,
.故选C.
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