内容正文:
26.1二次函数的概念&26.2.1二次函数y=ax²的图象和性质
目录
知识点1 二次函数的定义 2
知识点2 二次函数的判断条件 2
知识点3 列二次函数关系式 2
知识点4 二次函数的图象 2
知识点5 抛物线的有关概念 3
知识点6 二次函数y=ax²的性质 3
知识点7 |a|对抛物线开口大小的影响 3
题型1 列二次函数关系式 3
题型2 二次函数的识别 5
题型3 根据二次函数的定义求参数 7
题型4 y=ax²的图象和性质 9
1. 理解二次函数的概念,能识别一个函数是否为二次函数,掌握二次函数的一般形式。
2. 能根据实际问题中的数量关系列出二次函数关系式,确定自变量的取值范围。
3. 会用描点法画出二次函数y=ax²的图象,理解抛物线的有关概念(开口方向、顶点、对称轴)。
4. 掌握二次函数y=ax²的图象和性质,能运用性质解决简单问题。
5. 能根据二次函数的定义求参数的值或取值范围。
知识点1 二次函数的定义
一般地,形如 y=ax²+bx+c(a、b、c是常数,a≠0)的函数,叫做二次函数。
其中,x是自变量,a、b、c分别是二次项系数、一次项系数和常数项。
二次函数的特殊形式:
(1)y=ax²(b=0,c=0),如 y=2x²;
(2)y=ax²+c(b=0),如 y=3x²+1;
(3)y=ax²+bx(c=0),如 y=x²-2x。
知识点2 二次函数的判断条件
判断一个函数是否为二次函数,必须同时满足以下三个条件:
(1)函数关系式是整式(自变量不能在分母、根号下等位置);
(2)自变量的最高次数是2;
(3)二次项系数不为0(a≠0)。
注意:化简后再判断,不能只看表面形式。例如 y=x²-x(x-1) 化简后为 y=x,是一次函数,不是二次函数。
知识点3 列二次函数关系式
根据实际问题列二次函数关系式的一般步骤:
(1)审题,找出已知量和未知量,确定自变量和因变量;
(2)分析问题中的数量关系,找出等量关系;
(3)用含自变量的代数式表示相关量;
(4)根据等量关系列出函数关系式;
(5)化简整理为 y=ax²+bx+c 的形式;
(6)确定自变量的取值范围(结合实际意义)。
常见实际问题:面积问题、利润问题、增长率问题、运动轨迹问题等。
知识点4 二次函数的图象
二次函数的图象是一条抛物线,它是轴对称图形。
画二次函数y=ax²图象的步骤(描点法):
(1)列表:在自变量取值范围内,选取一些值,算出对应的函数值,列成表格;
(2)描点:以表中每对对应值为坐标,在平面直角坐标系内描出相应的点;
(3)连线:用平滑的曲线按自变量从小到大的顺序把所描的点连接起来。
注意:列表时通常以原点为中心,对称地选取x的值,如 -3,-2,-1,0,1,2,3。
知识点5 抛物线的有关概念
(1)抛物线:二次函数的图象叫做抛物线。
(2)顶点:抛物线与它的对称轴的交点叫做抛物线的顶点。y=ax²的顶点是原点(0,0)。
(3)对称轴:抛物线是轴对称图形,其对称轴是一条直线。y=ax²的对称轴是y轴(直线x=0)。
(4)开口方向:抛物线向上或向下张开的方向。
知识点6 二次函数y=ax²的性质
二次函数y=ax²(a≠0)的图象和性质如下:
函数
图象
开口方向
顶点坐标
对称轴
函数变化
最大(小)值
y=ax2
a>0
向上
(0,0)
y轴
x>0时,y随x增大而增大;
x<0时,y随x增大而减小.
当x=0时,y最小=0
y=ax2
a<0
向下
(0,0)
y轴
x>0时,y随x增大而减小;
x<0时,y随x增大而增大.
当x=0时,y最大=0
知识点7 |a|对抛物线开口大小的影响
(1)|a|相同,抛物线的开口大小相同,只是开口方向可能不同。例如 y=2x² 与 y=-2x² 的开口大小相同,方向相反。
(2)|a|越大,抛物线的开口越小(越窄);|a|越小,抛物线的开口越大(越宽)。
(3)a决定抛物线的开口方向和开口大小,a是抛物线的形状参数。
题型1 列二次函数关系式
【解题思路】
第一步:审题,明确问题中的已知量和未知量,确定哪个量是自变量x,哪个量是因变量y。
第二步:分析数量关系,找出问题中隐含的等量关系(如面积公式、利润公式、路程公式等)。
第三步:用含x的代数式表示出与y相关的各个量。
第四步:根据等量关系列出y与x之间的关系式。
第五步:化简整理,化为 y=ax²+bx+c(a≠0)的一般形式。
第六步:根据实际意义确定自变量x的取值范围(如长度、面积必须为正,人数为正整数等)。
【常见类型】
(1)面积问题:利用矩形、三角形、圆等面积公式,如矩形面积=长×宽,用x表示一边,另一边用含x的式子表示。
(2)利润问题:总利润=单件利润×销售量,用x表示涨价或降价金额,表示出单件利润和销售量。
(3)运动问题:如自由落体高度 h=h₀-½gt²,或抛体运动轨迹。
(4)增长率问题:经过两次增长后的量 = 原量×(1+x)²。
【易错提醒】列函数关系式后必须化简,确认最高次为2次且二次项系数不为0。自变量取值范围不能遗漏,要结合实际意义考虑。
【典例1】.公安部门提醒市民,骑车出门必须严格遵守“一盔一带”的规定.经销商统计某品牌头盔,7月份售出1500个,若每月的销售量比上一月份增加相同的百分率,请问9月份的销售量关于每月增加的百分率的函数解析式是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】本题考查根据题意列函数关系式.
根据每月的增长百分率,依次推导8月、9月的销售量,从而得到9月销售量关于x的函数解析式.
【详解】解:∵7月份销售量为1500个,每月销售量的增长百分率为x,
∴8月份的销售量为个,
∴9月份的销售量.
故选:A.
【变式1】.长为,宽为的矩形,四个角上分别剪去边长为的小正方形,然后把四边折起来,做成底面积为的无盖的长方体盒子,则与之间的函数关系式为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了二次函数的应用,由题意知剪去四个角的小正方形后,折成的无盖长方体盒子的底面长和宽各减少,因此底面积等于减少后的长与宽的乘积,再结合的取值范围即可确定函数关系式,理解题意是解题的关键.
【详解】解:∵矩形原长,宽,四个角剪去边长为的小正方形,
∴折起后,长方体底面的长为,宽为,
∴,
又∵,且,,
∴,
∴函数关系式为,
故选:.
【变式2】.一个正方形的边长为,它的边长增加后,得到新的正方形的面积为,则y关于x的函数解析式为________.
【答案】
【分析】先根据题意得到新正方形的边长. 再利用正方形面积公式列出与的关系式. 整理后即可得到函数解析式.
【详解】由题意可知,原正方形边长为,边长增加后,新正方形的边长为
根据正方形面积公式,可得:
展开整理得:
由的实际意义可知,
∴.
【变式3】.某化肥厂10月份生产某种化肥,如果11、12月的月平均增长率为x,则12月份化肥的产量与x之间的函数关系式为______.
【答案】
【分析】本题主要考查列函数解析式,根据月平均增长率问题,11月份产量为,12月份产量为,从而得到函数关系式.
【详解】解:依题意,月平均增长率为,则11月份化肥产量为,12月份化肥产量为,
故,
故答案为:.
题型2 二次函数的识别
【解题思路】
判断一个函数是否为二次函数,按以下步骤进行:
第一步:将函数关系式化简(去括号、合并同类项),化为最简形式。
第二步:检查是否为整式函数——自变量x不能出现在分母中、根号下、指数上(除x²外)等位置。
第三步:检查自变量的最高次数是否为2——化简后x的最高次幂必须是2。
第四步:检查二次项系数是否不为0——x²项的系数a必须满足a≠0。
第五步:以上四个条件同时满足,则是二次函数;有一个不满足,则不是二次函数。
【判断口诀】一整(整式)、二高(最高次为2)、三系数(二次项系数不为0)。
【典型示例】
(1)y=3x²+2x-1 → 是二次函数(a=3≠0,最高次2,整式)。
(2)y=2x²- x(x+1) → 化简为 y=x²-x,是二次函数。
(3)y=x²-x²+2x → 化简为 y=2x,是一次函数,不是二次函数(二次项抵消了)。
(4)y=1/x²+3 → 不是整式,不是二次函数。
(5)y=2x³+x² → 最高次为3,不是二次函数。
(6)y=0·x²+3x+1 → a=0,不是二次函数,是一次函数。
【易错提醒】必须先化简再判断!有些函数表面上有x²项,但化简后二次项可能被抵消。注意区分"二次函数"与"二次式"——函数要求y与x之间是函数关系,且a≠0。
【典例2】.下列函数中,属于二次函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】先将各选项函数化为最简形式,再依据二次函数的定义判断是否符合条件.
【详解】解:A、,自变量的最高次项为一次,不是二次函数,不符合题意;
B、含分式,不是二次函数,不符合题意;
C、,是二次函数,符合题意;
D、,自变量的最高次项为一次,不是二次函数,不符合题意.
【变式1】.已知二次函数,则其二次项系数a、一次项系数b、常数项c分别为( )
A.,, B.,,
C.,, D.,,
【答案】D
【详解】将二次函数按的降幂排列,得,
∴二次项系数,一次项系数,常数项.
【变式2】.已知两个变量,之间的关系式为
(1)当__________时,,之间是二次函数关系.
(2)当__________时,,之间是一次函数关系.
【答案】 ,
【分析】根据二次函数与一次函数的定义,分别对二次项系数和一次项系数列条件不等式求解,即可得到和的取值.
【详解】解:(1)根据二次函数的定义,二次函数的二次项系数不为,
因此 ,
解得.
(2)根据一次函数的定义,一次函数的二次项系数为且一次项系数不为,
因此 ,
解得且.
【变式3】.二次函数中,二次项系数为_______,一次项系数为_______,常数项为_______.
【答案】
【分析】本题考查二次函数的定义,关键是熟练应用定义解题;
二次函数的一般形式为 (其中 ,, 是常数且),称为二次项系数,称为一次项系数,称为常数项.
【详解】解:对于二次函数 ,其一般形式中,,,
因此二次项系数为,一次项系数为,常数项为.
故答案为:,,.
题型3 根据二次函数的定义求参数
【解题思路】
这类题目通常给出含有参数的函数关系式,要求根据"是二次函数"的条件求参数的值或取值范围。
第一步:明确二次函数的两个核心条件:①自变量最高次数为2;②二次项系数不为0。
第二步:根据"最高次数为2"列方程——令x的最高次幂的指数等于2,解出参数的可能值。
第三步:根据"二次项系数不为0"列不等式——令化简后x²项的系数不等于0,排除使系数为0的参数值。
第四步:综合方程和不等式的解,确定参数的最终取值。
【常见考法】
(1)指数含参数型:如 y=(m-1)x^(m²+1)+3x-5 是二次函数,求m。
令 m²+1=2,解得 m=±1;又 m-1≠0,即 m≠1;所以 m=-1。
(2)系数含参数型:如 y=(m-2)x²+3x-1 是二次函数,求m的取值范围。
只需 m-2≠0,即 m≠2。
(3)化简后二次项系数含参数型:如 y=mx²-(m+2)x+mx²+1 是二次函数,求m。
先合并同类项:y=2mx²-(m+2)x+1;令 2m≠0,即 m≠0。
(4)同时含指数和系数参数型:如 y=(k-3)x^(k²-7)+2x-1 是二次函数,求k。
令 k²-7=2,解得 k=±3;又 k-3≠0,即 k≠3;所以 k=-3。
【易错提醒】
(1)只考虑指数等于2,忘记检验二次项系数不为0——这是最常见的错误,必须两个条件同时满足。
(2)函数中有多个x的幂次项时,要先合并同类项,再看最高次和二次项系数。
(3)注意参数可能出现在一次项系数或常数项中,这些不影响"是否为二次函数"的判断,只需关注二次项。
(4)若题目说"函数y=...是二次函数",则隐含a≠0;若题目说"函数y=...(a为常数)",则需要讨论a=0和a≠0两种情况。
【典例3】.已知函数是二次函数,则m等于( )
A. B.2 C. D.
【答案】B
【分析】根据二次函数的定义求解,二次函数要求x的最高次数为2,且二次项系数不为0,据此列等式和不等式求解即可.
【详解】解:∵函数是二次函数,
∴,且,
∴且,
∴.
【变式1】.若函数(为常数)的图象与轴有交点,则的取值范围是( )
A. B.且 C. D.且
【答案】C
【分析】分两种情况分析:①当时,②当时,分别利用一次函数与二次函数与坐标轴的交点问题求解即可.
【详解】解:①当时,直线与轴有交点,
∴符合题意.
②当时,抛物线与轴有交点,即关于的方程有实数根,
∴,解得.
∴当且时,符合题意.
综上所述,的取值范围是.
【变式2】.如果函数是关于x的二次函数,则_______.
【答案】
【详解】解:由题意,可得 ,
解方程,得,
解得或;
由,得,
故.
【变式3】.函数是关于的二次函数,则______.
【答案】
【分析】根据二次函数的定义,二次函数需满足自变量的最高次数为,且二次项系数不为,据此列出关系式解答即可求解.
【详解】解:∵函数是关于的二次函数,
∴且,
解得.
题型4 y=ax²的图象和性质
【解题思路】
这类题目主要考查y=ax²的图象特征和性质应用,包括开口方向、顶点、对称轴、增减性、最值等。
【考法1:判断图象开口方向和顶点、对称轴】
第一步:确定a的正负——a>0开口向上,a<0开口向下。
第二步:y=ax²的顶点固定为(0,0),对称轴固定为y轴(直线x=0)。
第三步:根据a的绝对值判断开口大小——|a|越大开口越窄,|a|越小开口越宽。
【考法2:利用增减性比较函数值大小】
第一步:判断a的正负,确定抛物线的开口方向。
第二步:明确增减性规律:
a>0(开口向上):x<0时y随x增大而减小,x>0时y随x增大而增大;
a<0(开口向下):x<0时y随x增大而增大,x>0时y随x增大而减小。
第三步:将需要比较的点的x值代入,或利用对称性(到对称轴距离相等的点函数值相等)比较。
简便方法:对于y=ax²,函数值的大小只与|x|有关。a>0时,|x|越大y越大;a<0时,|x|越大y越小。
【考法3:求最值】
第一步:判断a的正负。
第二步:a>0时,函数有最小值,在x=0处取得,y最小值=0;
a<0时,函数有最大值,在x=0处取得,y最大值=0。
第三步:若自变量有取值范围限制(如x≥1),则需结合增减性判断在范围内的最值位置,不一定在x=0处。
【考法4:图象上点的坐标特征】
第一步:若点在y=ax²的图象上,则点的坐标满足函数关系式,即 y=a·x²。
第二步:已知x求y——直接代入计算;已知y求x——解方程 ax²=y,注意x可能有两个互为相反数的值(y≠0时)。
第三步:利用对称性——若(x₁,y)在图象上,则(-x₁,y)也在图象上。
【考法5:画函数图象(描点法)】
第一步:列表——以0为中心对称取值,如x=-3,-2,-1,0,1,2,3,计算对应的y值。
第二步:描点——在坐标系中描出各点。
第三步:连线——用平滑曲线从左到右连接各点,注意两端要延伸(画箭头或自然延伸)。
【易错提醒】
(1)y=ax²的对称轴是y轴(直线x=0),不是"y轴=0",要写成直线x=0。
(2)顶点坐标是(0,0),不要写成(0,0)以外的点。
(3)比较函数值大小时,注意a的正负决定了变化趋势,不要搞反。
(4)求最值时注意自变量的取值范围,若x不能取0,则最值不在顶点处。
(5)|a|只影响开口大小,不影响开口方向和顶点、对称轴的位置。
【典例4】.如图所示,从的图象上可看出当时,函数y的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据二次函数的图象与性质,即可解答.
【详解】解:由图知顶点坐标为,开口向下,
∴当时,可取最大值为,
当时,,
当时,,
∴当时,结合图象知函数y的取值范围是.
【变式1】.二次函数的图象必经过点( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】将各选项中点的横坐标代入验证即可得解.
【详解】解:当时,,选项A不符合题意;
当时,,选项B符合题意;
当时,,选项C不符合题意;
当时,,选项D不符合题意.
【变式2】.根据函数图象填空:
(1)抛物线的对称轴是________,顶点坐标是________,当x________时,抛物线上的点都在x轴的上方;
(2)抛物线的开口向________,除顶点外,抛物线上的点都在x轴的________方,它的顶点是抛物线上的最________点.
【答案】 轴(或直线) 下 下 高
【分析】本题考查形如的二次函数的图象性质.根据二次项系数的符号判断开口方向.结合函数性质即可求解各空.
【详解】(1)抛物线属于型二次函数.
根据二次函数性质,其对称轴是轴,即直线.顶点坐标是.
.则抛物线开口向上.且.
仅当时.
当时..抛物线上的点都在轴上方.
(2)抛物线中.
.根据二次函数性质,抛物线开口向下.
.
仅当,即顶点处时.
除顶点外,抛物线上的点都满足,都在轴的下方.开口向下的抛物线,顶点是抛物线上的最高点.
【变式3】.若二次函数的图象上有两点,,则,的大小关系是______.
【答案】
【分析】将两点的横坐标分别代入二次函数解析式,求出对应函数值,再比较大小即可.
【详解】解:将代入,得,
将代入,得,
∵,
∴.
1.兰州是全国有名的“瓜果城”,某水果店销售一批白兰瓜,若每斤盈利元,每天可售出斤.经市场调查发现,若每斤降价元,每天可多售出斤.设每斤降价元,每天盈利为元,则与的函数关系式为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了二次函数的应用,求出降价后每斤的盈利及销售量,再相乘即可求解,理解题意是解题的关键.
【详解】解:∵每斤降价元,
∴每斤盈利为元,
∵每降价元多售出斤,
∴降价元多售出斤,
∴销售量为斤,
∴,
故选:.
2.某种药品售价为每盒300元,经过医保局连续两次“灵魂砍价”,药品企业同意降价若干进入国家医保用药目录.如果每次降价的百分率都是,则两次降价后的价格(元)与每次降价的百分率之间的函数关系式是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】本题主要考查了二次函数的实际应用,明确题意,准确得到等量关系是解题的关键;
根据连续两次降价,每次降价的百分率为,则两次降价后的价格等于原价乘以的平方.
【详解】解:∵每次降价的百分率都是,
∴第一次降价后价格为,
第二次降价后价格为,
∴,
故选:B.
3.用长为的铝合金条制成如图所示的矩形窗框,设为(单位:米),则窗框的透光面积(单位:),关于(单位:m)的函数解析式为(铝合金条粗细忽略不计)( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了二次函数的应用,由题意得米,进而根据矩形的面积公式解答即可求解,正确识图是解题的关键.
【详解】解:由题意得,米,
∴,
故选:.
4.下列各式中,是的二次函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据二次函数定义逐一判断选项即可.
【详解】解:二次函数的定义为:一般地,形如(,,是常数,)的函数,叫做二次函数.
∵选项A中是一次函数,
∴A不符合题意;
∵选项B中 ,符合二次函数的定义,
∴B符合题意;
∵选项C中,未说明,当时不是二次函数,
∴C不符合题意;
∵选项D中 里,是分式,不是整式,不符合二次函数定义,
∴D不符合题意.
5.“深究而悉讨,慎思而明辨”,育才学子爱钻研:如图,将直角三角板竖直立于水平桌面上,动点M从点A出发沿路径在三角板边缘匀速运动,到达点C处停止.已知,,记点M到点C的距离平方为y,运动时间为x,则能准确反映y与x之间函数关系的图象为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】分别讨论M在AB和在BC上时M到点C的距离平方为y关于运动时间为x的增大而变化的情况即可判断.
【分析】解:当M在上时,点M到点C的距离随运动时间为x的增大先变小再变大,
当M在上时,点M到点C的距离随运动时间为x的增大而变小,
∵ y等于点M到点C的距离平方,
∴ y是关于x的二次函数,图象为抛物线的一部分,
A选项符合题意
6.已知是二次函数,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据二次函数二次项系数不为的要求,列不等式求解即可.
【详解】解:∵二次函数的二次项系数不能为,是二次函数,
∴,
解得.
7.若函数是关于的二次函数,则为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据二次函数的定义求解,二次函数要求的最高次数为,且二次项系数不为,据此列出关系式即可求出的值.
【详解】解:函数是关于的二次函数,
,且,
解方程,即,
解得或,
又∵,
,
.
8.下列各点在函数的图象上的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】函数图象上的点的坐标一定满足函数解析式,将各选项点的横坐标代入解析式,计算得到的y值与点的纵坐标相等,该点就在函数图象上,由此判断选项即可.
【详解】解:A选项,当时,,
∴不在该函数图象上,不符合题意;
B选项,当时,,
∴不在该函数图象上,不符合题意;
C选项,当时,,与点的纵坐标相等,
∴在该函数图象上,符合题意;
D选项,当时,,
∴不在该函数图象上,不符合题意.
9.当为何值时,二次函数中随的增大而减小( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了二次函数的图象性质,熟练掌握二次函数的图象性质是解题的关键.
根据二次函数开口向下,对称轴为,进行判断即可.
【详解】∵二次函数的二次项系数为,
∴抛物线开口向下,对称轴为,
∴当时,随的增大而减小,
故选:C.
10.抛物线与相比( )
A.开口更大 B.开口更小 C.开口相同 D.无法比较
【答案】B
【分析】本题考查了二次函数的图象性质,熟练掌握二次函数的图象性质是解题的关键.
二次函数的开口大小由二次项系数的绝对值决定,绝对值越大,开口越小依此进行判断即可.
【详解】解:对于抛物线,二次项系数,
对于抛物线,二次项系数,
∵,
∴的开口比的开口更小,
故选:B.
11.如图,小明的父亲想用长为的栅栏,再借助房屋的外墙围成一个矩形的菜园.已知房屋外墙长,设m,矩形菜园的面积为,则与之间的函数解析式为___________.(不必写出的取值范围)
【答案】
【分析】本题考查了列二次函数关系式,由m,得m,m,即可求解;
【详解】解:∵m,
∴m,m,
∴,
故答案为:
12.二次函数化简后,其一次项系数是_________.
【答案】
【分析】本题考查了二次函数的展开化简及项的系数识别,解题的关键是将二次函数的乘积形式展开为一般式,再确定一次项的系数.
将按多项式乘法法则展开,合并同类项得到二次函数的一般式,进而找出一次项对应的系数.
【详解】解:,
其一次项为,系数是.
故答案为:.
13.已知二次函数,它的二次项系数为,一次项系数为,常数项为,则为______.
【答案】
【分析】本题考查了二次函数的概念,正确理解二次函数的概念即可解答.
根据二次函数的解析式得出,,的值,再代入即可.
【详解】解:由题意知,,
∴,
故答案为: .
14.已知二次函数的常数项为零,则的值为_____.
【答案】
【分析】本题考查了二次函数的定义,解一元二次方程,解一元一次不等式.
根据常数项为零的条件列出方程,并结合二次函数的定义(二次项系数不为零)求解.
【详解】解:∵二次函数的常数项为零,
∴,即,
∴或.
又∵函数为二次函数,
∴二次项系数,
∴,
∴.
故答案为:2.
15.如果点和点是抛物线(是常数,且)上的两点,那么______.(填“”、“”或“”)
【答案】
【分析】本题考查了抛物线,掌握关于对称轴两点的纵坐标相等是解题的关键.
抛物线关于y轴对称,点A和点B的横坐标互为相反数,因此纵坐标相等.
【详解】解:由抛物线解析式,对称轴为y轴,
又,
点A和点B关于y轴对称,
则.
故答案为:.
16.(1)若函数是关于的二次函数,求的值;
(2)已知二次函数的图像与轴只有一个交点,求该交点的坐标.
【答案】(1);(2)或
【分析】本题主要考查了二次函数的定义、二次函数与坐标轴交点问题等知识,熟练掌握相关知识,分情况讨论是解题关键.
(1)根据题意可知且,求解即可获得答案;
(2)根据题意得,解得,然后分情况讨论,即可获得答案.
【详解】解:(1)根据题意得:,解得,
又,
,
的值是;
(2)根据题意得:,解得,
当时,,
此时交点坐标为,
当时,,
此时交点坐标为,
综上所述,交点坐标是或.
17.某居民小区要在一块一边靠墙(墙长20米)的空地上修建一个矩形花园,花园的一边靠墙,另三边用总长40米的栅栏围成(如图所示).若设花园的边长为米,花园的面积为平方米.
(1)求与之间的函数关系式,并写出自变量的取值范围;
(2)满足条件的花园面积能否达到50平方米?若能,请求出的值;若不能,请说明理由;
(3)当是多少时,矩形场地面积最大?最大面积是多少?
【答案】(1),.
(2)当时,满足条件的花园面积能达到50平方米;
(3)当时,最大,最大面积为200平方米.
【分析】本题主要考查了二次函数的实际应用、一元二次方程的求解及二次函数的最值问题,熟练掌握“根据实际问题列函数关系式、结合自变量范围分析函数的取值与最值”是解题的关键.
(1)根据栅栏总长表示出BC的长度,再结合矩形面积公式列函数关系式,同时根据墙长确定自变量取值范围.
(2)将面积50代入函数关系式,解方程并结合自变量范围判断是否可行.
(3)将函数关系式化为顶点式,结合自变量取值范围求最大值.
【详解】(1)解:∵,三边栅栏总长40,
∴.
∴,即.
∵墙长20,
∴,
解得.
(2)解:令,则,
整理得,
解得.
∵,
,(舍去),
∴,
∴当时,满足条件的花园面积能达到50平方米;
(3)解:,
化为顶点式:.
∵,
∴当时,最大,最大面积为200平方米.
18.大蒜是我国重要蔬菜品种,尤其山东种植大蒜历史悠久,种植大蒜无疑是脱贫致富的好途径,大蒜刚上市时,张经理按市场价格元/千克在生产基地收购了千克大蒜存放入冷库储存,据预测,大蒜的市场价格每天每千克将上涨元,但冷库存放这批蒜时每天需要支出各种费用合计元,而且大蒜在冷库中最多保存天,同时,平均每天有千克的大蒜损坏不能出售.
(1)若存放天后,将这批大蒜一次性出售,设这批大蒜的销售总金额为元,试写出与之间的函数解析式;
(2)张经理将这批大蒜存放多少天后出售可获得最大利润?最大利润是多少?
【答案】(1)(,且为整数);
(2)存放100天后出售可获得最大利润,最大利润是元.
【分析】本题考查二次函数的图象和性质,二次函数的最值,二次函数的应用.
(1)根据题意可得与之间的函数解析式;
(2)设利润为,根据题意可得与之间的函数关系式,根据二次函数的图象和性质求解即可.
【详解】(1)解:由题意与之间的函数关系式为:
(,且为整数),
∴与之间的函数解析式为(,且为整数).
(2)解:设利润为,
,
∵,
∴抛物线开口方向向下,
∵大蒜在冷库中最多保存天,
∴时,利润最大,(元).
∴张经理将这批大蒜存放天后出售可获得最大利润,最大利润是元.
19.在同一平面直角坐标系内画出二次函数与的图象.
(1)列表
x
…
0
1
2
…
…
________
________
________
________
________
…
…
________
________
________
________
________
…
(2)描点、连线
【答案】(1)8,2,0,2,8,,,,,
(2)
【分析】(1)求出函数值即可;
(2)描点连线即可.
【详解】(1)解:当时,,
当时,,
当时,,
当时,,
当时,,
当时,,
当时,,
当时,,
当时,,
当时,.
(2)略
20.(1)在同一平面直角坐标系中,画出函数、、、的图象;
(2)观察上述图象,并说出图象的顶点坐标、开口方向、对称轴;
(3)说出各图象中的最高点或最低点的坐标;
(4)说明各函数图象在对称轴两侧部分,函数y随x增大而变化的情况.
【答案】
解:(1)在同一平面直角坐标系中,画出函数、、、图象,如图所示:
;
(2)函数顶点坐标是,开口向上,对称轴是y轴,
顶点坐标是,开口向下,对称轴是y轴,
顶点坐标是,开口向上,对称轴是y轴,
顶点坐标是,开口向下,对称轴是y轴;
(3)图象中的最低点的坐标是,
图象中的最高点的坐标是,
图象中的最低点的坐标是,
图象中的最高点的坐标是;
(4),时,y随x的增大而减小,时,y随x的增大而增大,
,时,y随x的增大而增大,时,y随x的增大而减小,
,时,y随x的增大而减小,时,y随x的增大而增大,
,时,y随x的增大而增大,时,y随x的增大而减小.
【分析】本题考查了二次函数的图像和性质,结合图象求解是解题关键.
(1)根据题意画出函数图象即可;
(2)结合图象求解即可;
(3)结合图象求解即可;
(4)结合图象求解即可.
【详解】略
试卷第1页(共3页)
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26.1二次函数的概念&26.2.1二次函数y=ax²的图象和性质
目录
知识点1 二次函数的定义 2
知识点2 二次函数的判断条件 2
知识点3 列二次函数关系式 2
知识点4 二次函数的图象 2
知识点5 抛物线的有关概念 3
知识点6 二次函数y=ax²的性质 3
知识点7 |a|对抛物线开口大小的影响 3
题型1 列二次函数关系式 3
题型2 二次函数的识别 4
题型3 根据二次函数的定义求参数 5
题型4 y=ax²的图象和性质 6
1. 理解二次函数的概念,能识别一个函数是否为二次函数,掌握二次函数的一般形式。
2. 能根据实际问题中的数量关系列出二次函数关系式,确定自变量的取值范围。
3. 会用描点法画出二次函数y=ax²的图象,理解抛物线的有关概念(开口方向、顶点、对称轴)。
4. 掌握二次函数y=ax²的图象和性质,能运用性质解决简单问题。
5. 能根据二次函数的定义求参数的值或取值范围。
知识点1 二次函数的定义
一般地,形如 y=ax²+bx+c(a、b、c是常数,a≠0)的函数,叫做二次函数。
其中,x是自变量,a、b、c分别是二次项系数、一次项系数和常数项。
二次函数的特殊形式:
(1)y=ax²(b=0,c=0),如 y=2x²;
(2)y=ax²+c(b=0),如 y=3x²+1;
(3)y=ax²+bx(c=0),如 y=x²-2x。
知识点2 二次函数的判断条件
判断一个函数是否为二次函数,必须同时满足以下三个条件:
(1)函数关系式是整式(自变量不能在分母、根号下等位置);
(2)自变量的最高次数是2;
(3)二次项系数不为0(a≠0)。
注意:化简后再判断,不能只看表面形式。例如 y=x²-x(x-1) 化简后为 y=x,是一次函数,不是二次函数。
知识点3 列二次函数关系式
根据实际问题列二次函数关系式的一般步骤:
(1)审题,找出已知量和未知量,确定自变量和因变量;
(2)分析问题中的数量关系,找出等量关系;
(3)用含自变量的代数式表示相关量;
(4)根据等量关系列出函数关系式;
(5)化简整理为 y=ax²+bx+c 的形式;
(6)确定自变量的取值范围(结合实际意义)。
常见实际问题:面积问题、利润问题、增长率问题、运动轨迹问题等。
知识点4 二次函数的图象
二次函数的图象是一条抛物线,它是轴对称图形。
画二次函数y=ax²图象的步骤(描点法):
(1)列表:在自变量取值范围内,选取一些值,算出对应的函数值,列成表格;
(2)描点:以表中每对对应值为坐标,在平面直角坐标系内描出相应的点;
(3)连线:用平滑的曲线按自变量从小到大的顺序把所描的点连接起来。
注意:列表时通常以原点为中心,对称地选取x的值,如 -3,-2,-1,0,1,2,3。
知识点5 抛物线的有关概念
(1)抛物线:二次函数的图象叫做抛物线。
(2)顶点:抛物线与它的对称轴的交点叫做抛物线的顶点。y=ax²的顶点是原点(0,0)。
(3)对称轴:抛物线是轴对称图形,其对称轴是一条直线。y=ax²的对称轴是y轴(直线x=0)。
(4)开口方向:抛物线向上或向下张开的方向。
知识点6 二次函数y=ax²的性质
二次函数y=ax²(a≠0)的图象和性质如下:
函数
图象
开口方向
顶点坐标
对称轴
函数变化
最大(小)值
y=ax2
a>0
向上
(0,0)
y轴
x>0时,y随x增大而增大;
x<0时,y随x增大而减小.
当x=0时,y最小=0
y=ax2
a<0
向下
(0,0)
y轴
x>0时,y随x增大而减小;
x<0时,y随x增大而增大.
当x=0时,y最大=0
知识点7 |a|对抛物线开口大小的影响
(1)|a|相同,抛物线的开口大小相同,只是开口方向可能不同。例如 y=2x² 与 y=-2x² 的开口大小相同,方向相反。
(2)|a|越大,抛物线的开口越小(越窄);|a|越小,抛物线的开口越大(越宽)。
(3)a决定抛物线的开口方向和开口大小,a是抛物线的形状参数。
题型1 列二次函数关系式
【解题思路】
第一步:审题,明确问题中的已知量和未知量,确定哪个量是自变量x,哪个量是因变量y。
第二步:分析数量关系,找出问题中隐含的等量关系(如面积公式、利润公式、路程公式等)。
第三步:用含x的代数式表示出与y相关的各个量。
第四步:根据等量关系列出y与x之间的关系式。
第五步:化简整理,化为 y=ax²+bx+c(a≠0)的一般形式。
第六步:根据实际意义确定自变量x的取值范围(如长度、面积必须为正,人数为正整数等)。
【常见类型】
(1)面积问题:利用矩形、三角形、圆等面积公式,如矩形面积=长×宽,用x表示一边,另一边用含x的式子表示。
(2)利润问题:总利润=单件利润×销售量,用x表示涨价或降价金额,表示出单件利润和销售量。
(3)运动问题:如自由落体高度 h=h₀-½gt²,或抛体运动轨迹。
(4)增长率问题:经过两次增长后的量 = 原量×(1+x)²。
【易错提醒】列函数关系式后必须化简,确认最高次为2次且二次项系数不为0。自变量取值范围不能遗漏,要结合实际意义考虑。
【典例1】.公安部门提醒市民,骑车出门必须严格遵守“一盔一带”的规定.经销商统计某品牌头盔,7月份售出1500个,若每月的销售量比上一月份增加相同的百分率,请问9月份的销售量关于每月增加的百分率的函数解析式是( )
A. B.
C. D.
【变式1】.长为,宽为的矩形,四个角上分别剪去边长为的小正方形,然后把四边折起来,做成底面积为的无盖的长方体盒子,则与之间的函数关系式为( )
A. B.
C. D.
【变式2】.一个正方形的边长为,它的边长增加后,得到新的正方形的面积为,则y关于x的函数解析式为________.
【变式3】.某化肥厂10月份生产某种化肥,如果11、12月的月平均增长率为x,则12月份化肥的产量与x之间的函数关系式为______.
题型2 二次函数的识别
【解题思路】
判断一个函数是否为二次函数,按以下步骤进行:
第一步:将函数关系式化简(去括号、合并同类项),化为最简形式。
第二步:检查是否为整式函数——自变量x不能出现在分母中、根号下、指数上(除x²外)等位置。
第三步:检查自变量的最高次数是否为2——化简后x的最高次幂必须是2。
第四步:检查二次项系数是否不为0——x²项的系数a必须满足a≠0。
第五步:以上四个条件同时满足,则是二次函数;有一个不满足,则不是二次函数。
【判断口诀】一整(整式)、二高(最高次为2)、三系数(二次项系数不为0)。
【典型示例】
(1)y=3x²+2x-1 → 是二次函数(a=3≠0,最高次2,整式)。
(2)y=2x²- x(x+1) → 化简为 y=x²-x,是二次函数。
(3)y=x²-x²+2x → 化简为 y=2x,是一次函数,不是二次函数(二次项抵消了)。
(4)y=1/x²+3 → 不是整式,不是二次函数。
(5)y=2x³+x² → 最高次为3,不是二次函数。
(6)y=0·x²+3x+1 → a=0,不是二次函数,是一次函数。
【易错提醒】必须先化简再判断!有些函数表面上有x²项,但化简后二次项可能被抵消。注意区分"二次函数"与"二次式"——函数要求y与x之间是函数关系,且a≠0。
【典例2】.下列函数中,属于二次函数的是( )
A. B.
C. D.
【变式1】.已知二次函数,则其二次项系数a、一次项系数b、常数项c分别为( )
A.,, B.,,
C.,, D.,,
【变式2】.已知两个变量,之间的关系式为
(1)当__________时,,之间是二次函数关系.
(2)当__________时,,之间是一次函数关系.
【变式3】.二次函数中,二次项系数为_______,一次项系数为_______,常数项为_______.
题型3 根据二次函数的定义求参数
【解题思路】
这类题目通常给出含有参数的函数关系式,要求根据"是二次函数"的条件求参数的值或取值范围。
第一步:明确二次函数的两个核心条件:①自变量最高次数为2;②二次项系数不为0。
第二步:根据"最高次数为2"列方程——令x的最高次幂的指数等于2,解出参数的可能值。
第三步:根据"二次项系数不为0"列不等式——令化简后x²项的系数不等于0,排除使系数为0的参数值。
第四步:综合方程和不等式的解,确定参数的最终取值。
【常见考法】
(1)指数含参数型:如 y=(m-1)x^(m²+1)+3x-5 是二次函数,求m。
令 m²+1=2,解得 m=±1;又 m-1≠0,即 m≠1;所以 m=-1。
(2)系数含参数型:如 y=(m-2)x²+3x-1 是二次函数,求m的取值范围。
只需 m-2≠0,即 m≠2。
(3)化简后二次项系数含参数型:如 y=mx²-(m+2)x+mx²+1 是二次函数,求m。
先合并同类项:y=2mx²-(m+2)x+1;令 2m≠0,即 m≠0。
(4)同时含指数和系数参数型:如 y=(k-3)x^(k²-7)+2x-1 是二次函数,求k。
令 k²-7=2,解得 k=±3;又 k-3≠0,即 k≠3;所以 k=-3。
【易错提醒】
(1)只考虑指数等于2,忘记检验二次项系数不为0——这是最常见的错误,必须两个条件同时满足。
(2)函数中有多个x的幂次项时,要先合并同类项,再看最高次和二次项系数。
(3)注意参数可能出现在一次项系数或常数项中,这些不影响"是否为二次函数"的判断,只需关注二次项。
(4)若题目说"函数y=...是二次函数",则隐含a≠0;若题目说"函数y=...(a为常数)",则需要讨论a=0和a≠0两种情况。
【典例3】.已知函数是二次函数,则m等于( )
A. B.2 C. D.
【变式1】.若函数(为常数)的图象与轴有交点,则的取值范围是( )
A. B.且 C. D.且
【变式2】.如果函数是关于x的二次函数,则_______.
【变式3】.函数是关于的二次函数,则______.
题型4 y=ax²的图象和性质
【解题思路】
这类题目主要考查y=ax²的图象特征和性质应用,包括开口方向、顶点、对称轴、增减性、最值等。
【考法1:判断图象开口方向和顶点、对称轴】
第一步:确定a的正负——a>0开口向上,a<0开口向下。
第二步:y=ax²的顶点固定为(0,0),对称轴固定为y轴(直线x=0)。
第三步:根据a的绝对值判断开口大小——|a|越大开口越窄,|a|越小开口越宽。
【考法2:利用增减性比较函数值大小】
第一步:判断a的正负,确定抛物线的开口方向。
第二步:明确增减性规律:
a>0(开口向上):x<0时y随x增大而减小,x>0时y随x增大而增大;
a<0(开口向下):x<0时y随x增大而增大,x>0时y随x增大而减小。
第三步:将需要比较的点的x值代入,或利用对称性(到对称轴距离相等的点函数值相等)比较。
简便方法:对于y=ax²,函数值的大小只与|x|有关。a>0时,|x|越大y越大;a<0时,|x|越大y越小。
【考法3:求最值】
第一步:判断a的正负。
第二步:a>0时,函数有最小值,在x=0处取得,y最小值=0;
a<0时,函数有最大值,在x=0处取得,y最大值=0。
第三步:若自变量有取值范围限制(如x≥1),则需结合增减性判断在范围内的最值位置,不一定在x=0处。
【考法4:图象上点的坐标特征】
第一步:若点在y=ax²的图象上,则点的坐标满足函数关系式,即 y=a·x²。
第二步:已知x求y——直接代入计算;已知y求x——解方程 ax²=y,注意x可能有两个互为相反数的值(y≠0时)。
第三步:利用对称性——若(x₁,y)在图象上,则(-x₁,y)也在图象上。
【考法5:画函数图象(描点法)】
第一步:列表——以0为中心对称取值,如x=-3,-2,-1,0,1,2,3,计算对应的y值。
第二步:描点——在坐标系中描出各点。
第三步:连线——用平滑曲线从左到右连接各点,注意两端要延伸(画箭头或自然延伸)。
【易错提醒】
(1)y=ax²的对称轴是y轴(直线x=0),不是"y轴=0",要写成直线x=0。
(2)顶点坐标是(0,0),不要写成(0,0)以外的点。
(3)比较函数值大小时,注意a的正负决定了变化趋势,不要搞反。
(4)求最值时注意自变量的取值范围,若x不能取0,则最值不在顶点处。
(5)|a|只影响开口大小,不影响开口方向和顶点、对称轴的位置。
【典例4】.如图所示,从的图象上可看出当时,函数y的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式1】.二次函数的图象必经过点( )
A. B. C. D.
【变式2】.根据函数图象填空:
(1)抛物线的对称轴是________,顶点坐标是________,当x________时,抛物线上的点都在x轴的上方;
(2)抛物线的开口向________,除顶点外,抛物线上的点都在x轴的________方,它的顶点是抛物线上的最________点.
【变式3】.若二次函数的图象上有两点,,则,的大小关系是______.
1.兰州是全国有名的“瓜果城”,某水果店销售一批白兰瓜,若每斤盈利元,每天可售出斤.经市场调查发现,若每斤降价元,每天可多售出斤.设每斤降价元,每天盈利为元,则与的函数关系式为( )
A. B.
C. D.
2.某种药品售价为每盒300元,经过医保局连续两次“灵魂砍价”,药品企业同意降价若干进入国家医保用药目录.如果每次降价的百分率都是,则两次降价后的价格(元)与每次降价的百分率之间的函数关系式是( )
A. B.
C. D.
3.用长为的铝合金条制成如图所示的矩形窗框,设为(单位:米),则窗框的透光面积(单位:),关于(单位:m)的函数解析式为(铝合金条粗细忽略不计)( )
A. B.
C. D.
4.下列各式中,是的二次函数的是( )
A. B.
C. D.
5.“深究而悉讨,慎思而明辨”,育才学子爱钻研:如图,将直角三角板竖直立于水平桌面上,动点M从点A出发沿路径在三角板边缘匀速运动,到达点C处停止.已知,,记点M到点C的距离平方为y,运动时间为x,则能准确反映y与x之间函数关系的图象为( )
A. B. C. D.
6.已知是二次函数,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
7.若函数是关于的二次函数,则为( )
A. B. C. D.
8.下列各点在函数的图象上的是( )
A. B. C. D.
9.当为何值时,二次函数中随的增大而减小( )
A. B. C. D.
10.抛物线与相比( )
A.开口更大 B.开口更小 C.开口相同 D.无法比较
11.如图,小明的父亲想用长为的栅栏,再借助房屋的外墙围成一个矩形的菜园.已知房屋外墙长,设m,矩形菜园的面积为,则与之间的函数解析式为___________.(不必写出的取值范围)
12.二次函数化简后,其一次项系数是_________.
13.已知二次函数,它的二次项系数为,一次项系数为,常数项为,则为______.
14.已知二次函数的常数项为零,则的值为_____.
15.如果点和点是抛物线(是常数,且)上的两点,那么______.(填“”、“”或“”)
16.(1)若函数是关于的二次函数,求的值;
(2)已知二次函数的图像与轴只有一个交点,求该交点的坐标.
17.某居民小区要在一块一边靠墙(墙长20米)的空地上修建一个矩形花园,花园的一边靠墙,另三边用总长40米的栅栏围成(如图所示).若设花园的边长为米,花园的面积为平方米.
(1)求与之间的函数关系式,并写出自变量的取值范围;
(2)满足条件的花园面积能否达到50平方米?若能,请求出的值;若不能,请说明理由;
(3)当是多少时,矩形场地面积最大?最大面积是多少?
18.大蒜是我国重要蔬菜品种,尤其山东种植大蒜历史悠久,种植大蒜无疑是脱贫致富的好途径,大蒜刚上市时,张经理按市场价格元/千克在生产基地收购了千克大蒜存放入冷库储存,据预测,大蒜的市场价格每天每千克将上涨元,但冷库存放这批蒜时每天需要支出各种费用合计元,而且大蒜在冷库中最多保存天,同时,平均每天有千克的大蒜损坏不能出售.
(1)若存放天后,将这批大蒜一次性出售,设这批大蒜的销售总金额为元,试写出与之间的函数解析式;
(2)张经理将这批大蒜存放多少天后出售可获得最大利润?最大利润是多少?
19.在同一平面直角坐标系内画出二次函数与的图象.
(1)列表
x
…
0
1
2
…
…
________
________
________
________
________
…
…
________
________
________
________
________
…
(2)描点、连线
20.(1)在同一平面直角坐标系中,画出函数、、、的图象;
(2)观察上述图象,并说出图象的顶点坐标、开口方向、对称轴;
(3)说出各图象中的最高点或最低点的坐标;
(4)说明各函数图象在对称轴两侧部分,函数y随x增大而变化的情况.
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