内容正文:
北师大版 · 九年级上册 · 第五章 二次函数
5.3 二次函数的图象
第 3 课时
二次函数 y = a(x−h)² 的图象与性质
数学 · 九年级上册
情境引入:会“搬家”的喷泉
导入
2
公园里有一座喷泉,水柱形状如图(可近似看作抛物线)。
【想一想】
园林改造时,喷水口从 O 处向右移动 2 米到 O′ 处。
(1) 平移后,水柱的形状、大小会改变吗?
(2) 若水柱原对应的函数是 y = x²,
喷口右移 2 米后,水柱对应的函数
关系式是什么?
—— 形状不变,位置改变!
这背后藏着怎样的数学道理?
温故知新
复习
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问题 1:抛物线 y = ax²(a≠0)有哪些性质?
函数 开口方向 对称轴 顶点 最值
y = ax² (a>0) 向上 y 轴 (x=0) (0, 0) 最小值 0
y = ax² (a<0) 向下 y 轴 (x=0) (0, 0) 最大值 0
问题 2:y = ax² + c 的图象与 y = ax² 有何关系?
y = ax² + k:把 y = ax² 向上(k>0)/向下(k<0)平移 |k| 个单位
口诀:上加下减 —— 上下平移改常数。
今日之问
上节课我们让抛物线
“上下平移”;
如果让它“左右平移”
,
解析式又会怎样变化?
它的图象与性质
又是什么样呢?
学习目标
目标
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01
会用描点法画二次函数 y = a(x−h)² 的图象。
核心素养:几何直观
02
理解 y = a(x−h)² 与 y = ax² 图象之间的平移关系,掌握“左加右减”法则。
核心素养:推理能力 · 数形结合
03
掌握 y = a(x−h)² 的开口、对称轴、顶点及增减性与最值。
核心素养:运算能力 · 模型观念
重点:y = a(x−h)² 的图象与性质 难点:理解平移规律“左加右减”的由来
探究一:画一画 y = (x−2)²
探究
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任务:在同一坐标系中画出 y = x² 与 y = (x−2)² 的图象。
x −2 −1 0 1 2 3 4
x² 4 1 0 1 4 9 16
(x−2)² 16 9 4 1 0 1 4
观察表格:
① 每一列,(x−2)² 的值与 x² 的值有什么规律?
② 当 x=2 时,(x−2)² 取到什么值?
③ 猜想:两条抛物线的形状有什么关系?
探究一发现:向右平移 2 个单位
发现
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点 (0,0)→(2,0),(1,1)→(3,1):对应点横坐标都加 2
【发现】
① 形状、大小、开口方向完全相同
② y = (x−2)² 的图象可由 y = x² 向右平移 2 个单位得到;
③ y = (x−2)²:顶点 (2, 0),对称轴 x = 2;
④ 追问:为什么是“x−2”却向右移?
——因为当 x−2 = 0 即 x = 2 时取最小值,
顶点自然落在 x = 2 处。
探究二:小组活动——左右平移
活动
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【小组动手操作】
每 4 人一组,在同一张方格纸上:
① A 同学画 y = x²;
② B 同学画 y = (x−2)²;
③ C 同学画 y = (x+2)²;
④ D 同学负责填表对比、汇报。
【观察任务】
⑴ 三条抛物线形状、开口是否相同?
⑵ 顶点、对称轴分别是什么?
⑶ y=(x+2)² 是把 y=x² 向哪个方向
平移几个单位得到的?
发现:y = (x+2)² 即 y = (x−(−2))²,顶点 (−2, 0),
是把 y = x² 向左平移 2 个单位得到的。
探究三:a 与 h 各起什么作用?
探究
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a —— 决定“形状”
· a>0 开口向上,a<0 开口向下;
· |a| 越大,开口越小(图象越“瘦”);
· |a| 相同 ⇒ 形状完全相同。
h —— 决定“位置”
· 对称轴:直线 x = h;
· 顶点:(h, 0);
· h>0 图象在 y = ax² 右侧 h 个单位;
· h<0 图象在 y = ax² 左侧 |h| 个单位。
归纳提炼:平移法则与图象性质
归纳
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平移法则(左右平移):
y = ax² ——向右平移 h 个单位(h>0)——▶ y = a(x−h)² ; 向左平移 h 个单位(h>0)——▶ y = a(x+h)²
口诀:左加右减(自变量加减),上加下减(常数项加减)
y = a(x−h)²(a≠0) a > 0 a < 0
开口方向 向上,并向上无限延伸 向下,并向下无限延伸
顶点坐标 (h, 0) (h, 0)
对称轴 直线 x = h 直线 x = h
最值 x = h 时,y最小 = 0 x = h 时,y最大 = 0
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 x < h 时 y 随 x 增大而增大;x > h 时 y 随 x 增大而减小
别忘了:研究增减性、最值必须指明自变量范围,最好结合图象说理 —— 数形结合。
例题精讲
例题
10
【例】已知抛物线 y = ½(x+2)²,
解决下列问题:
解:(1) ∵ a = ½ > 0,开口向上;
h = −2,对称轴为直线 x = −2,
顶点坐标为 (−2, 0)。
(2) 当 x = −2 时,y 最小 = 0;
(3) x < −2 时,y 随 x 增大而减小;
x > −2 时,y 随 x 增大而增大。
(4) 它由 y = ½x² 向左平移 2 个单位得到。
方法:先定 h(定位置),再看 a(定形状)!
想一想:若改为 y = −½(x+2)²,结论哪些会变?
分层练习:基础过关
基础
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1
抛物线 y = −3(x−2)² 的开口方向、对称轴、顶点坐标分别是什么?
答案:开口向下;对称轴 x = 2;顶点 (2, 0)
2
将抛物线 y = 4x² 向左平移 3 个单位,所得抛物线的解析式是什么?
答案:y = 4(x+3)²
3
抛物线 y = 2(x+1)² 当 x 取何值时 y 随 x 增大而增大?何时取最值?
答案:x > −1 时增大;x = −1 时 y最小 = 0
分层练习:能力挑战
挑战
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【挑战 1】逆向求解析式
抛物线 y = a(x−h)² 与 y = −2x²
形状相同且开口方向相同,
顶点横坐标为 −1,求其解析式。
【解析】形状相同且开口相同
⇒ a = −2;
顶点横坐标 −1 ⇒ h = −1。
∴ y = −2(x+1)²
关键:逆向思考——由性质反推 a 与 h。
【挑战 2】平移中的分类讨论
将 y = −½x² 沿 x 轴方向平移后,
恰好经过点 (−1, −2),
应怎样平移?
【解析】设平移后 y = −½(x−h)²,
代入点:−½(−1−h)² = −2,
(−1−h)² = 4 ⇒ −1−h = ±2,
h = 1 或 h = −3(分类讨论)
∴ 向右平移 1 个单位,
或向左平移 3 个单位。
课堂总结:思维导图
总结
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y = a(x−h)²
图象与性质
图象画法
· 描点法(列表、描点、连线)
· 平移法:由 y=ax² 左右平移
平移法则
· 左加右减(改自变量)
· 上加下减(改常数项)
图象性质
· 顶点 (h,0),对称轴 x=h
· 开口由 a 定,最值看 a 的符号
· 增减性以 x=h 分界
思想方法
· 数形结合
· 从特殊到一般
· 化归与分类讨论
作业布置
作业
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必做题
1. 课本习题 5.3 第 3 题:写出下列函数的
开口方向、对称轴与顶点:
① y = 3(x−1)²; ② y = −(x+3)²。
2. 指出 y = 2(x+4)² 可由 y = 2x² 经过
怎样的平移得到?
选做题(挑战自我)
1. 抛物线 y = a(x−h)² 过点 A(2, 3)、
B(4, 3),且顶点在 x 轴上,
求解析式。(提示:对称性)
2. 预习:若再上下平移呢?
猜想 y = a(x−h)²+k 的图象特征。
下节预告:二次函数 y = a(x−h)² + k 的图象与性质 —— 左右上下平移齐上阵!
$