摘要:
该初中数学课件聚焦二次函数\(y=ax^2+k\)的图象和性质,核心内容包括图象平移规律(上加下减)及性质(对称轴x=0、顶点(0,k)、增减性、最值)。课堂导入先复习\(y=x^2\)的图象与性质,再通过“函数加常数k”的情境提问,搭建从已知到未知的学习支架,引导学生探究k对图象的影响。
其亮点是以动手探究为核心,让学生列表描点画\(y=x^2\)、\(y=x^2±1\)的图象,培养几何直观和空间观念(数学眼光)。归纳规律时对比分析a、k的作用,发展推理意识(数学思维)。典例与分层练习用规范数学语言表达,强化应用意识(数学语言)。学生能提升自主总结能力,教师可利用结构化流程高效教学。
内容正文:
26.2.2二次函数y=ax²+k的图象和性质
第1课时
1
1.理解y=ax2+k 与基础函数y=ax2的图象平移关系:上加下减。
2.掌握 y=ax2+k的图象性质:对称轴直线x=0,顶点(0,k);能准确说出最值、增减变化规律。
3.能根据 k 的正负判断抛物线上下平移方向,会由解析式快速写出顶点、对称轴。
4.能解决简单比较函数值大小、求最值的基础习题。
5.运用数形结合,通过图象直观理解常数 k 的几何意义。
6.体会函数图象平移的规律性,感受数学知识层层递进的逻辑。
7.提升自主对比、总结数学规律的自学能力。
学习目标
一、复习回顾:二次函数 y = x²
图像核心特征
图像形状:一条平滑的抛物线,是二次函数的基础几何形态。
开口方向:开口向上,说明函数图像无限向上延伸,仅有最小值。
对称轴:y轴(直线 x = 0),图像关于y轴呈现严格的左右对称。
顶点坐标:原点 (0, 0),这是抛物线的最低点。
函数关键性质
增减性规律:
当 x < 0 时,y 随 x 的增大而减小;
当 x > 0 时,y 随 x 的增大而增大。
最值与范围:
当 x = 0 时,y 取得最小值 0;
由于开口向上,函数值的取值范围是 y ≥ 0。
二、情境引入
我们已经掌握了最简单的二次函数y = x²的图像与核心性质:它是一条开口向上、以y轴为对称轴、顶点位于原点(0,0)的抛物线。这是我们探索二次函数家族的基石。
深度思考:当函数“加”上一个常数 k 时
如果在基础模型上加上常数 k,变为y = x² + k,它的图象会发生什么变化?是开口大小改变了,还是位置发生了平移?它的对称轴、顶点坐标等关键性质又会随之产生怎样的改变?
本课探究目标:深入剖析形如y = ax² + k的二次函数,理解参数 k 对抛物线位置的影响规律,掌握图象平移的本质,并能准确分析其开口方向、对称轴与顶点坐标。
三、探究新知:k 值对图像的影响
探究活动一:在同一直角坐标系中,尝试画出二次函数 y = x²、y = x² + 1、y = x² - 1 的图像,观察并对比它们的形状与位置关系。
1.列表取值 · 计算坐标
x ... -2 -1 0 1 2 ...
y=x² ...
4 1 0 1 4 ...
y=x²+1 ...
5 2 1 2 5 ...
y=x²-1 ... 3 0 -1 0 3 ...
1.7.2013
现在,我们来进行第一个探究活动。请大家拿出草稿纸和笔,我们要在同一个直角坐标系中,画出y=x²,y=x²+1和y=x²-1这三个函数的图像。首先,我们来完成第一步,列表。大家可以看到屏幕上的表格,我们分别取x为-2, -1, 0, 1, 2,计算出对应的y值。接下来,请大家根据这个表格,在坐标系中描点,然后用平滑的曲线把它们连接起来。
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2 动手操作 · 描点连线
操作步骤:
1.描点:依据左侧表格中的坐标值,在坐标系中准确标记出每个点;
2.连线:用平滑的曲线,按x值从小到大的顺序,依次连接各点,形成抛物线。
💡 思考:观察三条抛物线,它们的开口大小一样吗?位置上有什么变化规律?
️ 课堂任务:请在练习本上完成绘制,并尝试总结“k值变化对二次函数图像位置的影响”规律。
三、探究新知:观察与思考
图像形状:完全一致
三个函数图像均为开口向上的抛物线,形状、开口大小完全相同,仅因常数项不同导致位置差异。
位置规律:上下平移
y=x2+1 是y=x2 向上平移1个单位;
y=x2-1 是 y=x2 向下平移1个单位。
核心参数:对称轴与顶点
对称轴均为y轴 (直线x=0);顶点坐标依次为 ( (0,0) 、 (0,1) 、 (0,-1) 。常数项决定了顶点的纵坐标位置。
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大家画好了吗?我们一起来看屏幕上的图像。请大家仔细观察,这三条抛物线有什么共同点和不同点?首先,它们的形状是不是完全一样?是的,开口大小完全相同。那它们的位置呢?我们可以看到,y=x²+1的图像正好是y=x²的图像向上移动了1个单位,而y=x²-1的图像则是向下移动了1个单位。再来看它们的对称轴和顶点,对称轴都是y轴,没有变化,但是顶点坐标从(0,0)分别变成了(0,1)和(0,-1)。
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三、探究新知:归纳总结 (k值)
抛物线的平移规律
抛物线y = x² + k的图像,本质是由基础抛物线y = x²经过上下平移得到。
当k > 0时,图像向上平移 k 个单位
当k < 0时,图像向下平移 |k| 个单位
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通过刚才的观察,我们可以总结出一个重要的规律。抛物线y=x²+k的图像,其实就是把y=x²的图像进行上下平移。当k大于0时,向上平移k个单位;当k小于0时,向下平移|k|个单位。所以,k这个常数,它决定了抛物线在坐标系中的上下位置,也决定了顶点的纵坐标。
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k 的几何意义与核心作用
决定上下位置
k 是抛物线在坐标系中“高低”的直接决定因素,是图像位置变化的关键参数。
决定顶点纵坐标
对于 y = x² + k,其顶点坐标为 (0, k),k 的值直接对应顶点在 y 轴上的坐标。
上下平移规律:上加下减常数项.
三、探究新知:a 值对图像的影响
开口方向:a 的符号决定
当a > 0时,抛物线开口向上(如 y=2x²);当a < 0时,开口向下(如 y=-x²)。符号正负直接决定了图像的整体升降趋势。
开口大小:|a| 的大小决定
|a| 越大,开口越窄(图像更“瘦”);|a| 越小,开口越宽(图像更“胖”)。绝对值大小决定了图像的“胖瘦”。
核心结论:二次项系数a是抛物线的“形状总控”:它不仅决定了抛物线的开口方向(正上负下),还决定了开口的大小宽窄(|a|越大,开口越窄)。
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我们已经知道了k的作用,那么a又起到什么作用呢?我们来看第二个探究活动。观察屏幕上的图像,y=2x²,y=0.5x²和y=-x²。首先看a的符号,当a大于0时,开口向上;当a小于0时,开口向下。再看|a|的大小,|a|越大,比如2,开口就越窄;|a|越小,比如0.5,开口就越宽。所以,a决定了抛物线的开口方向和开口大小。
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三、探究新知:综合性质 y = ax² + k
y=ax2+k a>0 a<0
图象 k>0
k<0
开口方向
对称轴
顶点坐标
函数的增减性
最值
当x<0时,y随x增大而增大;当x>0时,y随x增大而减小.
当x<0时,y随x增大而减小;当x>0时,y随x增大而增大.
向上
向下
y轴(直线x=0)
(0,k)
x=0时,y最小值=k
x=0时,y最大值=k
四、 典例讲解
例题:求二次函数 y = -2x² + 3 的图像性质:判断开口方向、写出对称轴与顶点坐标,并说明当 x 取何值时,y 随 x 的增大而增大,以及函数的最值情况。
思路点拨:该函数符合顶点式y = ax² + k的结构。通过对比可得参数a = -2,k = 3,结合二次函数的基本性质即可快速推导结论。
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理论学习完了,我们来看一个具体的例子。题目是求二次函数y=-2x²+3的图像性质。首先,我们可以确定这是一个y=ax²+k形式的函数,其中a=-2,k=3。根据我们刚刚总结的性质,因为a=-2小于0,所以开口向下。对称轴是直线x=0,顶点坐标是(0, k),也就是(0, 3)。
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四、 典例讲解
例题:求二次函数 y = -2x² + 3 的图像性质:判断开口方向、写出对称轴与顶点坐标,并说明当 x 取何值时,y 随 x 的增大而增大,以及函数的最值情况。
开口方向
解:∵ 二次项系数 a = -2 < 0
∴ 抛物线开口向下,函数存在最大值,无最小值。
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理论学习完了,我们来看一个具体的例子。题目是求二次函数y=-2x²+3的图像性质。首先,我们可以确定这是一个y=ax²+k形式的函数,其中a=-2,k=3。根据我们刚刚总结的性质,因为a=-2小于0,所以开口向下。对称轴是直线x=0,顶点坐标是(0, k),也就是(0, 3)。
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四、 典例讲解
例题:求二次函数 y = -2x² + 3 的图像性质:判断开口方向、写出对称轴与顶点坐标,并说明当 x 取何值时,y 随 x 的增大而增大,以及函数的最值情况。
对称轴
y = -2x² + 3 的函数图象关于y 轴(直线 x = 0)对称。
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理论学习完了,我们来看一个具体的例子。题目是求二次函数y=-2x²+3的图像性质。首先,我们可以确定这是一个y=ax²+k形式的函数,其中a=-2,k=3。根据我们刚刚总结的性质,因为a=-2小于0,所以开口向下。对称轴是直线x=0,顶点坐标是(0, k),也就是(0, 3)。
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四、 典例讲解
例题:求二次函数 y = -2x² + 3 的图像性质:判断开口方向、写出对称轴与顶点坐标,并说明当 x 取何值时,y 随 x 的增大而增大,以及函数的最值情况。
顶点坐标
顶点在对称轴 x=0 上,纵坐标为 k 的值。
∴ 顶点坐标为(0, 3),此点即为函数的最大值点。
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理论学习完了,我们来看一个具体的例子。题目是求二次函数y=-2x²+3的图像性质。首先,我们可以确定这是一个y=ax²+k形式的函数,其中a=-2,k=3。根据我们刚刚总结的性质,因为a=-2小于0,所以开口向下。对称轴是直线x=0,顶点坐标是(0, k),也就是(0, 3)。
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四、 典例讲解
例题:求二次函数 y = -2x² + 3 的图像性质:判断开口方向、写出对称轴与顶点坐标,并说明当 x 取何值时,y 随 x 的增大而增大,以及函数的最值情况。
函数增减性分析
∵ 抛物线开口向下,对称轴为直线 x = 0
∴ 当x < 0时,y 随 x 的增大而增大;当 x > 0 时,y 随 x 的增大而减小。
四、 典例讲解
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接下来看增减性。因为开口向下,所以在对称轴左侧,也就是x小于0的时候,y随x的增大而增大。最后看最值,开口向下,所以函数有最大值,当x=0时,y的最大值就是k的值,也就是3。这样,我们就完整地解答了这道例题。
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例题:求二次函数 y = -2x² + 3 的图像性质:判断开口方向、写出对称轴与顶点坐标,并说明当 x 取何值时,y 随 x 的增大而增大,以及函数的最值情况。
函数最值确定
∵ 抛物线开口向下,顶点为图像最高点
∴ 当x = 0时,函数取得最大值,
最大值为ymax= 3.
四、 典例讲解
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接下来看增减性。因为开口向下,所以在对称轴左侧,也就是x小于0的时候,y随x的增大而增大。最后看最值,开口向下,所以函数有最大值,当x=0时,y的最大值就是k的值,也就是3。这样,我们就完整地解答了这道例题。
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五、 课堂练习
1. 抛物线 y = 3x² - 5 的顶点坐标是( )
A. (3, -5) B. (-3, 5) C. (0, -5) D. (0, 5)
2. 关于函数 y = -0.5x² + 2,下列说法正确的是( )
A. 开口向上 B. x > 0 时,y 随 x 增大而增大
C. 对称轴是 x = 2 D. 顶点坐标是 (0, 2)
C
D
1.7.2013
理论和例题都讲完了,现在是大家大显身手的时候了。我们来做几道练习题。请看屏幕上的选择题和填空题,大家可以独立思考,也可以和同桌讨论。给大家几分钟时间。
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五、 课堂练习
3.将抛物线 y = 4x² 向下平移 3 个单位,得到的新抛物线解析式为:___________
4.抛物线 y = -x² + 7 有最 ______ 值(填“大”或“小”),这个值是 ______。
y = 4x² - 3
7
大
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理论和例题都讲完了,现在是大家大显身手的时候了。我们来做几道练习题。请看屏幕上的选择题和填空题,大家可以独立思考,也可以和同桌讨论。给大家几分钟时间。
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六、当堂检测
📝 课堂挑战 · 限时思考
1. 抛物线 \( y = -x^2 - 4 \) 的开口方向是______,对称轴是______,顶点坐标是______。
2. 二次函数 \( y = 5x^2 + 1 \) 的最小值是多少?
3. 对于函数 \( y = -3x^2 + 6 \),当 \( x \) 满足什么条件时,\( y \) 随 \( x \) 的增大而减小?
4. 将 \( y = 2x^2 \) 向上平移 5 个单位,新解析式为( )
A. \( y=2x^2+5 \) B. \( y=2(x+5)^2 \)
C. \( y=2x^2-5 \) D. \( y=2(x-5)^2 \)
✅ 参考答案 · 核心解析
1. 开口向下;对称轴为直线 x=0;顶点为(0, -4)。
2. 最小值为1。解析:当 x=0 时,\( 5x^2 \) 取最小值 0,故 y=1。
3. 当x > 0时。解析:开口向下,对称轴右侧 y 随 x 增大而减小。
4. 选A。解析:图像上下平移遵循“上加下减”原则,直接在常数项加减。
1.7.2013
为了检验大家本节课的学习成果,我们来进行一个快速的当堂检测。请大家独立完成屏幕上的四道题目。时间有限,大家要抓紧哦。好,时间到,我们一起来看答案。第一题,开口向下,对称轴是直线x=0,顶点坐标(0,-4)。第二题,最小值是1。第三题,当x大于0时,y随x增大而减小。第四题,选A。大家都掌握了吗?
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1.抛物线y=2x2+3可以由抛物线y=2x2向 平移 个单位得到.
2.抛物线y=- x2+1向 平移 个单位后,会得到抛物线y=- x2.
3.抛物线y=-2x2-5的开口方向 ,对称轴是 ,顶点坐标是 .
上
3
下
1
向下
y轴
(0,-5)
六、当堂检测
4.已知点(m,n)在y=ax2+a(a不为0)的图象上 ,点(-m,n)___(填“在”或“不在”)y=ax2+a(a不为0)的图象上.
5.若y=x2+(k-2)的顶点是原点,则k____;若顶点位于x轴上方,则k____;若顶点位于x轴下方,则k ____.
在
=2
>2
<2
七、课堂小结:知识梳理
图像与平移规律
图像特征:形状为抛物线,是轴对称图形,具有对称性。
平移口诀:“上加下减”。由 y=ax² 平移得到 y=ax²+k,k>0 向上移,k<0 向下移。
关键参数的意义
参数 a:决定开口方向与大小。a>0 向上,a<0 向下;|a|越大,开口越窄,反之越宽。
参数 k:决定顶点的纵坐标,直接控制图像在坐标系中的上下位置。
函数核心性质
对称轴与顶点:对称轴为 y 轴 (x=0),顶点坐标是 (0, k)。
增减性与最值:根据 a 的符号判断增减性;当 x=0 时,函数取得最值 k。
1.7.2013
一节课很快就要结束了,我们来一起回顾一下本节课的重点知识。我们学习了二次函数y=ax²+k的图像和性质。它的图像是抛物线,可以由y=ax²上下平移得到。参数a决定了开口方向和大小,参数k决定了图像的上下位置。我们还总结了它的对称轴、顶点坐标、增减性和最值。这些都是本节课的核心内容,希望大家牢牢掌握。
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八、课后作业
基础巩固:教材习题选取
深度探究:拓展思考
大胆猜想:如果函数形式变为y = a(x - h)²,它的图像会发生怎样的平移或形状变化?对称轴和顶点坐标又将如何改变?尝试在草稿纸上画出草图进行分析,下节课我们一起分享你的发现。
1.7.2013
除了知识本身,我们在学习过程中还运用了一些重要的数学思想方法,如数形结合、从特殊到一般、类比与归纳。这些方法对于我们今后学习更复杂的函数非常有帮助。课后请大家完成教材上的练习题,并思考一个问题:如果函数变成y=a(x-h)²的形式,它的图像和性质又会发生什么变化呢?我们下节课将继续探讨。
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