内容正文:
教案:26.2.2 二次函数y=a(x-h)²+k的图象和性质(第3课时)
课题
26.2.2 二次函数y=a(x-h)²+k的图象和性质(第3课时)
课型
新授课
课时
1课时(45分钟)
教材版本
人教版九年级上册 第二十六章
教学方法
类比探究、数形结合、动态演示、讲练结合
教学用具
多媒体课件、几何画板、坐标纸
教材分析
本节课选自人教版九年级上册第二十六章"二次函数"的第二节"二次函数的图象和性质"第3课时。学生在前面两个课时已经分别学习了二次函数y=ax²+k的上下平移规律("上加下减")和y=a(x-h)²的左右平移规律("左加右减"),已经掌握了用描点法画图、对比观察、归纳性质的研究方法。本节课将两种平移规律结合起来,学习y=a(x-h)²+k的综合形式,也称为"顶点式"。核心是让学生理解:y=a(x-h)²+k的图象可以由y=ax²经过左右平移和上下平移得到,顶点为(h,k),对称轴为直线x=h。本节课是二次函数图象研究的收尾课,也是后续学习二次函数与实际应用问题的基础。
学情分析
学生已经分别掌握了"上加下减"和"左加右减"两条平移规律,对y=ax²+k和y=a(x-h)²的图象与性质有较好的理解。但是,学生可能对"先左右平移还是先上下平移"存在困惑,需要明确平移顺序不影响最终结果。此外,顶点坐标从(h,0)或(0,k)变为(h,k),最值从0变为k,这是学生需要适应的新变化。喷水池实际应用题(例2)涉及到建立坐标系、设解析式、代入求解的过程,对学生的综合应用能力要求较高,需要通过例题精讲帮助学生建立解题模型。
一、核心素养目标
1. 直观想象
通过描点法画二次函数的图象,并与对比,直观感受括号内常数h和括号外常数k对抛物线位置的综合影响。借助几何画板动态演示,观察h和k值变化时抛物线先左右后上下(或先上下后左右)的平移过程,建立解析式变化与图象平移之间的几何直观。
2. 逻辑推理
通过"画的图象分析平移路径归纳与之间的关系推广到一般情况"的探究过程,经历从特殊到一般的归纳推理。在探究过程中,验证"先左右后上下"与"先上下后左右"两种平移路径的等价性,体会分类讨论和逻辑推理的思想方法。
3. 数学抽象
从具体的二次函数的图象中,抽象出"抛物线的顶点是(h,k)"、"对称轴是直线x=h"、"最值是k"等一般性结论。理解顶点式的命名由来——从解析式中可以直接读出顶点坐标(h,k),体会数学符号的简洁性和抽象性。
4. 数学建模
通过喷水池实际应用题(例2),经历"建立坐标系设顶点式解析式代入已知点求系数解决实际问题"的完整建模过程。体会将实际问题转化为二次函数模型,利用顶点式的几何意义简化求解过程。
二、教学重难点
教学重点
1. 理解抛物线与抛物线之间的平移关系——由先左右平移|h|个单位再上下平移|k|个单位得到(或先上下再左右)。
2. 掌握抛物线的开口方向(由a决定)、对称轴(直线x=h)、顶点坐标(h, k)、最值以及增减性规律。
3. 能运用顶点式解决实际问题,会建立坐标系并设解析式求解。
教学难点
1. 理解"先左右平移再上下平移"与"先上下平移再左右平移"两种路径的等价性——平移顺序不影响最终结果,但平移方向和距离由h和k的符号分别决定。
2. 在无图的情况下,仅凭解析式快速准确地判断y=a(x-h)²+k的开口方向、对称轴、顶点坐标、最值和增减性,做到"见解析式即知图象"。
3. 运用顶点式建立实际问题的数学模型——准确确定坐标系原点的位置,根据题意确定顶点坐标(h,k),再代入已知点求出a的值。
三、教学过程
环节一:回顾旧知(3分钟)
【教师活动】同学们,在前两个课时中,我们分别学习了二次函数y=ax²+k和y=a(x-h)²的图象和性质。请同学们回忆一下,这两类函数分别是由y=ax²怎样平移得到的?平移规律是什么?
【学生活动】y=ax²+k是由y=ax²上下平移得到的,平移规律是"上加下减":k>0时向上平移|k|个单位,k<0时向下平移|k|个单位。平移后对称轴不变(仍是y轴),顶点从(0,0)变为(0,k)。y=a(x-h)²是由y=ax²左右平移得到的,平移规律是"左加右减":h>0时向右平移|h|个单位,h<0时向左平移|h|个单位。平移后对称轴从x=0变为x=h,顶点从(0,0)变为(h,0)。
【教师活动】总结得非常全面!"上加下减"控制上下平移,"左加右减"控制左右平移。现在请同学们思考一个问题:如果我们将两种平移结合起来,也就是说,在y=ax²的基础上,既改变括号内x的形式(变成x-h),又加上常数项k,变成y=a(x-h)²+k,那么它的图象应该怎样由y=ax²平移得到呢?
【学生活动】可以先左右平移,再上下平移,最终得到y=a(x-h)²+k。或者先上下平移,再左右平移,结果应该是一样的。
【教师活动】你的猜想很有道理!今天我们就来验证这个猜想,系统地学习二次函数y=a(x-h)²+k的图象和性质。这种形式因为可以直接读出顶点坐标(h,k),所以被称为"顶点式"。
【过渡语】通过回顾"上加下减"和"左加右减"两条平移规律,自然地引出将两者结合的问题——y=a(x-h)²+k是由y=ax²怎样平移得到的?这一猜想激发了学生的探究欲望,也为本节课的核心内容做好铺垫。
【设计意图】以复习旧知引入新课,既巩固了前两个课时的平移规律,又通过"两条规律如何结合"的问题自然过渡到本节课的核心内容。学生已经具备了分别研究上下平移和左右平移的经验,将两者结合是水到渠成的认知发展。
环节二:探究y=a(x-h)²+k的图象和性质(10分钟)
一、画y=-½(x+1)²-1的图象并分析特征
【教师活动】请同学们拿出坐标纸,我们用描点法画出y=-(x+1)²-1的图象。请先列表,以对称轴x=-1为中心对称取点。
以x=-1为中心,取x=-4,-3,-2,-1,0,1,2,分别计算对应的y值。注意:先算括号内的(x+1)²,再乘-½,最后减1。
【教师活动】请同学们将表中的点描在坐标系中,然后用平滑曲线连接,观察图象的形状和特征。
【教师活动】请同学们从开口方向、对称轴、顶点坐标三个方面,描述这个函数的图象特征。
【学生活动】因为a=-<0,所以开口向下。对称轴是直线x=-1。顶点坐标是(-1,-1),顶点是最高点。
【教师活动】非常好!同学们观察得很准确。现在请思考:y=-(x+1)²-1的图象可以由y=-x²的图象怎样平移得到?有几种平移路径?
二、探究y=-(x+1)²-1与y=-x²的平移关系
【教师活动】请同学们先独立思考,然后小组讨论,y=-(x+1)²-1可以由y=-x²经过怎样的平移得到?看哪个小组能找到更多的平移路径。
【学生活动】路径一:先左右平移,再上下平移。y=-x²向左平移1个单位得到y=-(x+1)²,再向下平移1个单位得到y=-(x+1)²-1。
【学生活动】路径二:先上下平移,再左右平移。y=-x²向下平移1个单位得到y=-x²-1,再向左平移1个单位得到y=-(x+1)²-1。
【教师活动】两个小组都找到了正确的平移路径!同学们注意到没有,无论先左右平移还是先上下平移,最终得到的图象是完全相同的。这说明平移顺序不影响最终结果。
【知识点】平移路径小结:由平移得到,有两种等价路径:路径一:先向左平移1个单位(h=-1),再向下平移1个单位(k=-1);路径二:先向下平移1个单位(k=-1),再向左平移1个单位(h=-1);结论:平移顺序不影响最终结果,平移后的图象完全相同。平移规律总结:左右平移"左加右减"(括号内),上下平移"上加下减"(括号外)。
【教师活动】现在让我们把这个结论推广到一般情况。抛物线y=a(x-h)²+k与y=ax²有什么关系?
【学生活动】一般地,抛物线y=a(x-h)²+k与y=ax²(a≠0)形状相同,位置不同。y=a(x-h)²+k可以由y=ax²先向右(h>0)或向左(h<0)平移|h|个单位,再向上(k>0)或向下(k<0)平移|k|个单位得到。也可以先上下平移,再左右平移。
【设计意图】通过具体函数y=-(x+1)²-1的探究,让学生在亲手画图、对比观察的基础上,自己发现y=a(x-h)²+k与y=ax²之间的平移关系。两种平移路径的探究,既验证了平移顺序的无关性,也帮助学生建立起"先左右后上下"和"先上下后左右"两种思维路径,加深对平移规律的理解。
环节三:归纳平移规律与性质表格(7分钟)
一、归纳y=a(x-h)²+k与y=ax²的平移总规律
【教师活动】通过刚才的探究,我们可以得出一般结论。请同学们结合屏幕上的归纳图,总结y=a(x-h)²+k与y=ax²之间的平移关系。
平移路径一:向右(h>0)或向左(h<0)平移|h|个单位→向上(k>0)或向下(k<0)平移|k|个单位→。
平移路径二:向上(k>0)或向下(k<0)平移|k|个单位→向右(h>0)或向左(h<0)平移|h|个单位→。
【教师活动】总结得很好!请同学们记住口诀:上下平移,括号外上加下减;左右平移,括号内左加右减。二次项系数a在整个平移过程中保持不变。
【知识点】平移总规律(口诀):1. 上下平移——括号外"上加下减":k>0向上平移|k|个单位,k<0向下平移|k|个单位;2. 左右平移——括号内"左加右减":h>0向右平移|h|个单位,h<0向左平移|h|个单位;3. 平移顺序不影响最终结果(先左右后上下,或先上下后左右均可);4. 平移过程中开口方向、开口大小(由a决定)保持不变;5. 二次项系数a始终不变。
【设计意图】系统归纳平移总规律,将前两个课时分别学习的"上加下减"和"左加右减"整合为统一的平移规律体系。强调平移顺序的无关性,帮助学生建立完整的知识框架。
二、认识顶点式y=a(x-h)²+k
【教师活动】y=a(x-h)²+k这种形式有一个专门的名称,叫做"顶点式"。请同学们想一想,为什么叫"顶点式"?
【学生活动】因为从解析式y=a(x-h)²+k中,可以直接读出顶点坐标为(h,k)。h是顶点横坐标,k是顶点纵坐标。
【教师活动】同学们说得非常对!顶点式的最大优点就是可以直接读出顶点坐标(h,k)和对称轴x=h。之前学过的y=ax²、y=ax²+k、y=a(x-h)²,其实都是顶点式y=a(x-h)²+k的特殊形式。
当h=0且k=0时,变为,顶点(0,0);
当h=0时,变为,顶点(0,k);
当k=0时,变为,顶点(h,0)。
【设计意图】顶点式的引入,将之前学习的y=ax²、y=ax²+k、y=a(x-h)²统一到一个框架下,体现了数学知识的整体性和系统性。学生从"顶点式"的命名中直接感受到数学符号的简洁性——一个解析式即包含了图象的所有关键信息。
三、归纳y=a(x-h)²+k的图象和性质(完整表格)
【教师活动】请同学们根据刚才的探究和归纳,完成y=a(x-h)²+k的图象和性质表格。从开口方向、对称轴、顶点坐标、顶点特征、增减性和最值六个方面,分别归纳a>0和a<0两种情况。
【学生活动】a>0时:开口向上,对称轴是直线x=h,顶点(h,k)是最低点。当x<h时,y随x增大而减小;当x>h时,y随x增大而增大;当x=h时,y有最小值k。a<0时:开口向下,对称轴是直线x=h,顶点(h,k)是最高点。当x<h时,y随x增大而增大;当x>h时,y随x增大而减小;当x=h时,y有最大值k。两种情况共同点:|a|越大开口越小,|a|越小开口越大。
【教师活动】总结得非常全面!与y=ax²相比,y=a(x-h)²+k最大的变化是:对称轴从y轴(x=0)变为x=h,顶点从(0,0)变为(h,k),最值从0变为k。开口方向、开口大小和增减性规律(相对于对称轴)都与y=ax²完全一致。
【知识点】二次函数的图象和性质总表:【a>0时】开口方向:向上;对称轴:直线x=h;顶点坐标:(h, k),是最低点;增减性:x<h时y随x增大而减小,x>h时y随x增大而增大;最值:当x=h时,y有最小值k;【a<0时】开口方向:向下;对称轴:直线x=h;顶点坐标:(h, k),是最高点;增减性:x<h时y随x增大而增大,x>h时y随x增大而减小;最值:当x=h时,y有最大值k;【共同点】|a|越大开口越小,|a|越小开口越大。
规律总结:分析性质的"五步法":第一步,看a的符号——判断开口方向(a>0向上,a<0向下);第二步,看|a|的大小——判断开口大小;第三步,看h的值——确定对称轴x=h和顶点横坐标;第四步,看k的值——确定顶点纵坐标和最值;第五步,结合a的符号和对称轴——判断增减性。a>0时顶点(h,k)最低,最小值k;a<0时顶点(h,k)最高,最大值k。
方法归纳:顶点式的核心优势:1. 直接读出顶点坐标(h, k)——不需要配方或计算;2. 直接读出对称轴x=h——对称轴与顶点横坐标相同;3. 直接读出最值k——a>0时最小值k,a<0时最大值k;4. 已知顶点坐标时,可直接设解析式为顶点式,再代入一个已知点求a。顶点式是解决二次函数问题的"利器",熟练运用可大幅提高解题效率。
对比辨析:y=ax²+k、y=a(x-h)²、y=a(x-h)²+k三者的对比:1. y=ax²+k——对称轴x=0,顶点(0, k),只有上下平移;2. y=a(x-h)²——对称轴x=h,顶点(h, 0),只有左右平移;3. y=a(x-h)²+k——对称轴x=h,顶点(h, k),既有左右平移又有上下平移,是前两者的统一形式。三种形式的共同点:开口方向和开口大小都由a决定,增减性规律相同(相对于对称轴)。
易错提示:1. 顶点坐标(h, k)中h的符号:括号内是x-h时顶点横坐标为h,括号内是x+h时顶点横坐标为-h(注意h的符号);2. 最值是k,不是0。与y=ax²(最值0)和y=a(x-h)²(最值0)区分开;3. 增减性必须结合对称轴来判断,不能一概而论。对称轴左侧和右侧的增减性相反;4. "左加右减"和"上加下减"分别对应x和y的变化,不能混淆。括号内加减对应左右平移,括号外加减对应上下平移。
【过渡语】通过系统的归纳总结,我们对y=a(x-h)²+k的平移规律和图象性质有了全面的认识。接下来,让我们通过一道例题来学习如何运用顶点式解决实际问题。
环节四:例题精讲(8分钟)
例2:喷水池问题——顶点式的实际应用
【教师活动】请同学们看屏幕上的例题,这是一道典型的二次函数实际应用题。请同学们仔细阅读题目,思考如何建立坐标系,设出函数解析式。
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?
例2:建立坐标系示意图
【教师活动】请同学们思考:如何建立平面直角坐标系?题目中哪些信息对应了抛物线的顶点?
【学生活动】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y轴,建立平面直角坐标系。水柱在与池中心水平距离为1.6m处达到最高高度3m,说明抛物线的顶点坐标为(1.6, 3)。水柱落地处离池中心3.6m,即抛物线经过点(3.6, 0)。
【教师活动】分析得非常准确!已知顶点坐标,我们就可以用顶点式来设解析式。请同学们继续完成求解。
设抛物线对应的函数解析式为()。
由抛物线经过点(3.6, 0),代入得:,即,解得。
【教师活动】等一下,让我们仔细计算一下。
,解得4a=-3,。
【教师活动】题目要求的是水管的长,即x=0时y的值。请同学们计算。
当x=0时,。
所以,水管的长应为1.08m。
【教师活动】这道例题的解题过程可以总结为三个步骤:第一步,根据题意建立适当的坐标系,确定顶点坐标(h,k);第二步,设顶点式y=a(x-h)²+k,代入已知点求出a的值;第三步,根据问题要求,求特定x值对应的y值。这就是用顶点式解决实际问题的基本模型。
【知识点】用顶点式解决实际问题的"三步法":第一步:建立坐标系,确定顶点坐标(h, k)——根据题意找出抛物线的最高点或最低点;第二步:设顶点式,代入抛物线上另一个已知点,求出a的值;第三步:根据问题要求,计算特定x值对应的y值(或特定y值对应的x值),得出实际问题的答案。关键提醒:建立坐标系时要选择合适的位置作为原点,尽量使顶点坐标和已知点坐标简单。
【设计意图】例2是顶点式在实际问题中的典型应用。通过"建立坐标系→设顶点式→代入求解→回答问题"的完整过程,帮助学生建立用二次函数模型解决实际问题的基本思路。顶点式的优势在于:已知顶点坐标时可以直接设解析式,减少未知数的个数,使求解过程更加简洁。
【过渡语】通过例题精讲,我们掌握了用顶点式解决实际问题的方法。现在,让我们通过课堂练习来巩固和运用本节课所学的知识。
环节五:课堂练习(12分钟)
一、平移关系练习
【教师活动】请同学们完成屏幕上的平移关系练习。
将抛物线向上平移2个单位长度,再向右平移3个单位长度后,得到的抛物线的解析式为( )。
A. y=(x-2)²+3 B. y=(x+3)²+2
C. y=(x-3)²+2 D. y=(x+2)²+3
【学生活动】答案:C。分析:向上平移2个单位,括号外加2,即+2;向右平移3个单位,括号内减3,即x-3。所以解析式为。
【设计意图】平移关系练习考查了"上加下减"和"左加右减"的综合运用。注意区分括号内和括号外的变化:左右平移改变括号内(x-h),上下平移改变括号外(+k)。
二、教材P41练习——性质描述
【教师活动】请同学们完成教材P41的练习,说出下列抛物线的开口方向、对称轴和顶点,以及增减性。
(1) y=2(x+3)²+5 (2)y=-3(x-1)²-2 (3)y=4(x-3)²+7
(4)y=-5(x+2)²-6
【学生活动】(1)a=2>0,开口向上,对称轴x=-3,顶点(-3,5),x<-3时y随x增大而减小,x>-3时y随x增大而增大。(2)a=-3<0,开口向下,对称轴x=1,顶点(1,-2),x<1时y随x增大而增大,x>1时y随x增大而减小。(3)a=4>0,开口向上,对称轴x=3,顶点(3,7),x<3时y随x增大而减小,x>3时y随x增大而增大。(4)a=-5<0,开口向下,对称轴x=-2,顶点(-2,-6),x<-2时y随x增大而增大,x>-2时y随x增大而减小。
【教师活动】分析得非常准确!注意第(1)题括号内是x+3,即x-(-3),所以h=-3,对称轴x=-3,顶点(-3,5)。第(4)题括号内是x+2,即x-(-2),所以h=-2,对称轴x=-2,顶点(-2,-6)。
【设计意图】教材P41练习是本节课的核心练习,要求学生仅凭解析式判断y=a(x-h)²+k的各项性质。注意括号内x+3要转化为x-(-3),即h=-3。训练"见解析式即知图象"的核心能力。
三、教材P41第2题——最值判断
【教师活动】请同学们完成教材P41第2题,根据图象判断函数的最值。
【学生活动】当x=-2时,y有最小值-2(开口向上,顶点(-2,-2)是图象的最低点)。当x=1时,y有最大值2(开口向下,顶点(1,2)是图象的最高点)。
【设计意图】最值判断练习要求学生根据图象中顶点的位置判断最值。关键是要观察开口方向:开口向上时顶点是最低点(最小值),开口向下时顶点是最高点(最大值)。
四、课堂练习1-4——综合练习
【教师活动】请同学们完成以下练习,巩固y=a(x-h)²+k的性质判断。
1. 指出下面函数的开口方向、对称轴和顶点坐标。
(1);(2);(3);(4)。
【学生活动】(1)开口向上,对称轴x=-2,顶点(-2,1)。(2)开口向下,对称轴x=2,顶点(2,-1)。(3)开口向上,对称轴x=4,顶点(4,3)。(4)开口向下,对称轴x=-2,顶点(-2,-3)。
2. 对称轴是直线x=-2的抛物线是( )。
A. y=-2x²-2 B. y=-2x²+2 C. y=-(x+2)²-2 D. y=-5(x-2)²-6
【学生活动】答案:C。分析:对称轴x=-2,即h=-2,所以顶点式为y=a(x+2)^{2}+k。选项C中y=-(x+2)^{2}-2满足h=-2。
3. 将抛物线y=3x²向左平移2个单位,再向下平移1个单位,所得抛物线为( )。
A. y=3(x-2)²-1 B. y=3(x-2)²+1 C. y=3(x+2)²-1 D. y=3(x+2)²+1
【学生活动】答案:C。分析:向左平移2个单位,括号内x+2;向下平移1个单位,括号外-1。所以解析式为y=3(x+2)^{2}-1。
4. 若抛物线的顶点为(3,5),则此抛物线的解析式可设为( )。
A. y=a(x+3)²+5 B. y=a(x-3)²+5 C. y=a(x-3)²-5 D. y=a(x+3)²-5
【学生活动】答案:B。分析:顶点(3,5),即h=3,k=5,所以顶点式为y=a(x-3)2+5。
【设计意图】综合练习覆盖了性质判断、对称轴识别、平移变换和顶点式设解析式等多个知识点。第2题考查了对称轴与h的关系,第3题考查了平移规律的综合运用,第4题考查了顶点式的逆向应用。
五、练习5——过原点求解析式
【教师活动】请同学们完成第5题,这是一道已知顶点坐标和图象上另一点求解析式的问题。
5. 已知二次函数的图象过坐标原点,它的顶点坐标是(1, -2),求这个二次函数的关系式。
【学生活动】解:由顶点(1, -2),设二次函数的关系式为y=a(x-1)2-2。图象过点(0, 0),代入得0=a(0-1)2-2,即0=a-2,解得a=2。所以这个二次函数的关系式为y=2(x-1)2-2。
【设计意图】这道题是顶点式的典型应用:已知顶点坐标可以直接设解析式,再代入另一个已知点求a的值。与例2的解题思路完全一致,体现了"已知顶点用顶点式"的解题策略。
六、练习6——投篮抛物线问题
【教师活动】请同学们完成第6题,这是一道体育情境中的二次函数应用题。
6. 小敏在某次投篮中,球的运动线路是抛物线的一部分(如图),若命中篮圈中心,则她与篮底的距离l是( )。
A. 3.5m B. 4m C. 4.5m D. 4.6m
【学生活动】答案:B。分析:由,当y=0时(球落地),,x^{2}=17.5,。但篮圈中心在抛物线上y=3.05处,代入得,x2=2.25,x=1.5。所以l=2.5+1.5=4m。
【教师活动】这道题的关键是理解坐标系中篮圈中心的位置,以及l表示的是她与篮底的水平距离。需要将投篮者位置、篮圈位置和篮底位置在坐标系中正确对应。
【设计意图】投篮问题是一道实际情境中的二次函数应用题,考查了学生对抛物线解析式与实际问题之间对应关系的理解。需要学生将题目中的几何信息转化为代数条件,代入求解。
环节六:课堂小结与作业(5分钟)
【教师活动】同学们,本节课我们学习了二次函数y=a(x-h)²+k的图象和性质。请同学们回顾一下,本节课你有哪些收获?可以从"图象"、"性质"、"平移规律"和"实际应用"四个方面来总结。
【学生活动】我学会了用描点法画y=a(x-h)²+k的图象,知道了它的图象也是一条抛物线。我掌握了顶点式y=a(x-h)²+k的性质:开口方向由a的符号决定,对称轴是直线x=h,顶点坐标是(h,k),a>0时顶点是最低点、函数有最小值k,a<0时顶点是最高点、函数有最大值k。增减性需要结合开口方向和对称轴来确定。
【学生活动】我理解了y=a(x-h)²+k与y=ax²之间的关系:y=a(x-h)²+k的图象是由y=ax²的图象先左右平移再上下平移(或先上下平移再左右平移)得到的。平移规律是:左右平移——括号内"左加右减";上下平移——括号外"上加下减"。两种平移顺序不影响最终结果。
【学生活动】我还学会了用顶点式解决实际问题:建立坐标系后,根据题意确定顶点坐标(h,k),设顶点式y=a(x-h)²+k,再代入已知点求出a的值,最后根据问题要求进行求解。顶点式的最大优点是可以直接读出顶点坐标和对称轴。
【教师活动】同学们总结得非常全面!本节课是二次函数图象研究的收尾课,我们将前两课时学习的"上加下减"和"左加右减"两条平移规律整合为统一的平移体系。y=ax²、y=ax²+k、y=a(x-h)²、y=a(x-h)²+k这四种形式,其实都可以统一用顶点式y=a(x-h)²+k来表示,只是h和k取不同的值而已。
【知识点】二次函数的图象和性质——知识框架:【图象】1. 开口方向由a的符号决定:a>0向上,a<0向下;2. 开口大小由|a|决定:|a|越大开口越小,|a|越小开口越大;3. 对称轴是直线x=h;4. 顶点坐标为(h, k);【性质】5. 增减性:a>0时x<h递减、x>h递增;a<0时x<h递增、x>h递减;6. 最值:a>0时x=h有最小值k,a<0时x=h有最大值k;【平移规律】7. 左右平移:括号内"左加右减"(h>0向右,h<0向左);8. 上下平移:括号外"上加下减"(k>0向上,k<0向下);9. 平移顺序不影响最终结果;【实际应用】10. 已知顶点设顶点式,代入已知点求a,再根据问题要求求解。
方法总结:研究二次函数图象性质的一般方法——从特殊到一般的完整路径:第一步,用描点法画具体函数(如)的图象;第二步,分析图象特征(开口方向、对称轴、顶点坐标);第三步,探究与基本函数的平移关系;第四步,将平移规律推广到一般形式;第五步,分别归纳a>0和a<0两种情况下的完整性质。这个"画图→分析→对比→归纳"的研究方法,贯穿了二次函数图象性质学习的全过程。
【设计意图】通过师生共同总结,帮助学生梳理本节课的核心知识体系,从"图象→性质→平移规律→实际应用"四个维度形成完整的知识网络。强调顶点式y=a(x-h)²+k是前两个课时所学内容的统一形式,体现了数学知识的整体性和系统性。
课后作业
【教师活动】请同学们课后完成以下作业,巩固本节课所学的二次函数y=a(x-h)²+k的图象和性质。
1. 从教材习题中选取:完成教材P41-42的练习题,包括性质描述、平移关系判断和实际应用题。
2. 完成练习册本课时的习题:重点练习顶点式的运用,包括已知顶点求解析式、平移变换和实际应用。
3. 思考题:如果抛物线y=a(x-h)²+k的顶点在直线y=2x上,且过点(0,3),开口大小与y=x²相同,开口方向向下,求该抛物线的解析式。
四、板书设计
26.2.2 y=a(x-h)²+k的图象和性质
一、探究:y=-(x+1)²-1
1. 描点法画图 → 列表、描点、连线
2. 图象特征:
开口向下 a=-<0
对称轴:直线x=-1
顶点:(-1, -1)
3. 平移路径:
路径一:y=-x² 向左1 → y=-(x+1)² 向下1 → y=-(x+1)²-1
路径二:y=-x² 向下1 → y=-x²-1 向左1 → y=-(x+1)²-1
结论:平移顺序不影响结果
二、平移总规律
三、顶点式y=a(x-h)²+k
1. 左右平移:括号内"左加右减"
h>0向右,h<0向左
2. 上下平移:括号外"上加下减"
k>0向上,k<0向下
3. 二次项系数a不变
4. 平移顺序不影响结果
四、y=a(x-h)²+k的图象和性质
五、例题精讲——例2(喷水池)
a>0:开口向上,顶点(h,k)最低
对称轴x=h,最小值k
x<h递减,x>h递增
a<0:开口向下,顶点(h,k)最高
对称轴x=h,最大值k
x<h递增,x>h递减
|a|越大开口越小
六、课堂小结
七、课堂练习
1. 图象:开口方向、对称轴x=h、顶点(h,k)
2. 性质:增减性、最值k
3. 平移:左右"左加右减"、上下"上加下减"
4. 应用:顶点式解决实际问题
五、教学反思
1. 环节一的回顾复习是否有效?学生能否快速回忆起"上加下减"和"左加右减"两条平移规律?从前两个课时到本节课的过渡是否自然,学生是否理解了"将两条规律结合起来"的探究思路?顶点式的命名是否激发了学生的学习兴趣?
2. 环节二中,学生在用描点法画y=-(x+1)²-1的图象时,列表计算是否准确?学生能否注意到括号内(x+1)²和括号外-1对函数值的独立影响?两种平移路径的探究中,学生能够自己发现多少种路径?"两种路径等价"的结论是学生自己发现的还是教师直接告知的?
3. 环节二中,学生是否理解了"先左右后上下"和"先上下后左右"两种平移路径的本质区别?学生能否从代数角度验证——改变h和k的作用顺序,最终解析式是否相同?学生能否直观地想象出两种平移路径对应的图象变化过程?
4. 环节三的归纳总结是否全面?学生是否能够从"开口方向、对称轴、顶点、增减性、最值"五个维度系统地描述y=a(x-h)²+k的图象和性质?顶点式的"五步分析法"是否帮助学生建立了快速判断性质的思维框架?
5. 环节三中,学生对y=ax²+k、y=a(x-h)²、y=a(x-h)²+k三种形式的对比辨析是否有效?学生是否理解了这三种形式都可以统一用顶点式y=a(x-h)²+k来表示,只是h和k取不同的值?这种统一性认识是否帮助学生建立了完整的知识体系?
6. 环节四的例题精讲中,学生是否能够独立完成"建立坐标系→设顶点式→代入求解"的完整过程?顶点式的优势(已知顶点可直接设解析式)在解题过程中是否得到了充分体现?学生是否理解了如何从实际问题中提取顶点坐标信息?
7. 环节五的课堂练习难度是否适中?学生在平移关系练习中是否混淆了"左加右减"和"上加下减"?在性质描述练习中,学生能否准确地将"x+2"转化为"x-(-2)",即确定h=-2?在投篮问题中,学生能否正确理解坐标系中各个位置的含义?
8. 本节课是否充分体现了顶点式的核心价值?学生是否理解了"从解析式直接读出顶点坐标和对称轴"是顶点式最重要的优势?在解决实际问题时,学生是否主动选择顶点式(而非一般式)来设解析式?
9. 板书设计是否清晰地呈现了本节课的研究脉络?从"探究→平移规律→顶点式→性质表格→例题精讲→课堂练习→课堂小结"的板书结构是否有助于学生建立完整的知识体系?课后作业的布置是否兼顾了巩固基础(教材习题)和拓展探究(思考题、动态演示),并为后续学习做好了铺垫?
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