内容正文:
人教版·九年级上册
第二十六章 二次函数
26.2 二次函数的图象和性质
第1课时 二次函数 的图象和性质
1.7.2013
同学们好!今天我们将一起探索数学世界中一个非常重要且有趣的概念——二次函数。我们将从最简单的形式 y=ax² 开始,学习如何画出它的图象,并深入研究它的各种性质。希望通过本节课的学习,大家能掌握二次函数的基础知识,感受数学的魅力。
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学 习 目 标
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理解二次函数 的图象是一条抛物线,认识其基本几何特征与对称性。
掌握用描点法绘制二次函数图象的步骤,能准确画出不同 值对应的抛物线。
探索并总结二次函数的图象性质,理解参数的符号与绝对值对图象的影响。
1.7.2013
本节课我们有三个主要目标。首先,我们要理解什么是抛物线,知道二次函数 y=ax² 的图象就是抛物线。其次,我们要掌握画这种图象的基本方法——描点法。最重要的是,我们要通过探究,总结出 y=ax² 的图象和性质,特别是参数 a 对图象形状和位置的影响。
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情景引入
生活中的“抛物线”
01 跃动的弧线 —— 篮球运动
当篮球离开运动员的手,在空中划过的轨迹便是一条标准的抛物线,它是重力作用下物体运动的直观体现。
02 灵动的水柱 —— 喷泉景观
喷涌而出的水柱,在上升与下落的过程中,自然形成对称的抛物线形态,为城市景观增添了数学的美感。
03 稳固的几何 —— 拱桥建筑
许多经典的石拱桥,其桥拱设计完美契合抛物线的几何特征,不仅结构稳固,更展现了力与美的结合。
发现:这些曲线在数学上有着共同的名字——抛物线!
1.7.2013
在我们开始学习新知识之前,先来看一些生活中的例子。大家看,无论是篮球在空中划过的轨迹,还是喷泉喷出的水柱,甚至是宏伟的拱桥,它们的形状都非常相似。这种曲线在数学中被称为“抛物线”。今天,我们就来揭开抛物线背后的数学秘密。
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新知探究
如何画出二次函数的图象?
我们采用最基础且可靠的方法——描点法,主要分为三个核心步骤:
01 列表: 取自变量 的一些代表性数值,代入解析式计算出对应的函数值,整理成清晰的表格。
02 描点: 在平面直角坐标系中,以自变量 的值为横坐标,以对应的函数值 y 为纵坐标,准确描出各个坐标点。
03 连线: 按照自变量从小到大的顺序,用平滑的曲线将所描出的点依次连接,形成完整的函数图象。
1.7.2013
要画出一个函数的图象,最基础也是最可靠的方法就是描点法。它分为三个步骤:首先,我们需要列表,选取一些x的值,计算出对应的y值;然后,根据表格中的坐标,在坐标系里描出相应的点;最后,用一条平滑的曲线把这些点连接起来。接下来,我们就用这个方法来画 y = x² 的图象。
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新知探究
第一步:列表求值,探寻规律
我们取自变量 的一系列值(含负数、0、正数),计算对应的值,构建如下表格:
思考与发现:
❶ 取值考量:选取负数、0、正数,能全面反映函数图象的整体特征,避免因取值片面导致规律误判。
❷ 核心规律:当 取互为相反数的值时, 的值相等(如 与 )。这一规律预示着函数图象具有轴对称性。
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1.7.2013
第一步是列表。我们选取了从-3到3的整数作为x的值,并计算出对应的y值。大家可以看到,当x取-2和2时,y的值都是4;x取-1和1时,y的值都是1。这说明当x取互为相反数的值时,y值相等。这个规律非常重要,它预示着函数图象可能具有某种对称性。
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新知探究
第二步:描点
根据表格计算出的对应数值,我们在平面直角坐标系中依次找出并标记出下列坐标点:
观察发现:这些点在坐标系中呈现出明显的对称分布特征,关于轴对称,且随着的绝对值增大,值呈平方增长趋势,为后续绘制二次函数图像奠定了基础。
1.7.2013
第二步是描点。我们根据刚才列表得到的坐标,在平面直角坐标系中找到这些点的位置并标记出来。大家可以看到,这些点在坐标系中分布得很有规律,特别是关于y轴对称。
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新知探究
第三步:连线
完成描点后,我们需要用一条平滑的曲线,严格按照自变量从小到大的顺序,将所描出的点依次连接起来。
连接后形成的这条优美且对称的曲线,就是二次函数的图象。在数学中,我们把这种形状的曲线专门称为抛物线。
★ 关键要点:连线时切忌画成折线,必须保持曲线的平滑性,这是二次函数图象的核心特征。
1.7.2013
第三步是连线。我们用一条平滑的曲线,从左到右依次连接刚才描出的点。大家看,这条曲线优美而对称,它就是函数 y = x² 的图象。我们把这种形状的曲线称为抛物线。
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归纳总结
新知探究
认识抛物线
01 定义: 函数 的图象是一条关于轴对称的曲线,这条曲线被称为抛物线。
02 对称轴: 该抛物线关于轴对称,我们将轴称为这条抛物线的对称轴,是图象的对称中心轴。
03 顶点: 抛物线与对称轴的交点叫做抛物线的顶点;对于而言,这个顶点是整个图象的最低点(即最小值点)。
核心特征: 抛物线开口向上,在对称轴左侧图象下降,右侧图象上升,顶点是其极值点。
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现在我们来正式认识一下抛物线。函数 y = x² 的图象是一条抛物线。它有一条重要的直线——对称轴,这里就是y轴。抛物线与对称轴的交点,我们称之为顶点,坐标是(0, 0)。对于y = x²的图象,这个顶点是整个图象的最低点。
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新知探究
思考交流
思考:函数的图象是什么形状?它与的图象有什么关系?
猜想:它的图象可能是一条抛物线,且与的图象关于轴对称?
✏动手实践:请同学们仿照画的方法,绘制的图象
步骤 1;步骤 2;步骤 3。
1.7.2013
我们已经学会了画 y = x² 的图象。现在请大家思考一个问题:函数 y = -x² 的图象会是什么样子呢?它和 y = x² 的图象有什么关系?请同学们拿出练习本,仿照刚才的步骤,自己动手画一画 y = -x² 的图象。
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新知探究
对比与 的图象特征
01 开口方向:的图象开口向上,的图象开口向下。
02 对称性: 两条抛物线均关于 轴对称,对称轴为直线 。
03 顶点坐标: 两者的顶点均为坐标原点,也是抛物线的最值点。
04 图象关系:的图象可看作是的图象关于轴翻折得到的。
核心结论:二次项系数的符号决定抛物线的开口方向,决定开口大小。
归纳总结
1.7.2013
好,我们一起来看一下。当我们把 y = x² 和 y = -x² 的图象画在同一个坐标系中时,可以清晰地看到它们的异同。它们的对称轴都是y轴,顶点都是原点。但最大的不同在于开口方向:y = x² 开口向上,而 y = -x² 开口向下。实际上,y = -x² 的图象就是 y = x² 的图象沿着x轴翻折得到的。
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新知探究
探究活动
01. 核心探究任务
在同一坐标系中,画出函数 和 的图象,并与 的图象对比,观察开口大小的变化。
02. 实践操作步骤
采用描点法,选取 计算对应 值,绘制三条抛物线.
对比三条曲线的开口宽窄,尝试描述 数值变化与开口大小的关系。
1.7.2013
我们已经知道了a的符号决定开口方向,那么a的绝对值又会对图象产生什么影响呢?接下来,我们来探究一下。请大家在同一个坐标系中,画出 y = ½x² 和 y = 2x² 的图象,并和 y = x² 的图象进行比较,看看它们的开口大小有什么变化。
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新知探究
决定抛物线的开口宽窄
对比函数:的图象特征:
① 函数 的图象开口最 窄 ,图象形态更“瘦”;
② 函数 的图象开口宽度处于中等水平;
③ 函数的图象开口最 宽 ,图象形态更“胖”。
规律总结: 二次项系数的绝对值 越大,抛物线的开口就越窄; 越小,抛物线的开口就越宽。
探究总结
1.7.2013
大家画好了吗?我们一起来观察这三条抛物线。可以看到,y = 2x² 的图象开口最窄,显得比较“瘦”;y = x² 的图象开口适中;而 y = ½x² 的图象开口最宽,显得比较“胖”。这说明a的绝对值确实会影响抛物线的开口大小。
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新知探究
结论: 的符号决定抛物线的开口方向
1. 当 时,抛物线开口向上,图像呈“U”型,此时函数有最小值,顶点为最低点。
2. 当 时,抛物线开口向下,图像呈“∩”型,此时函数有最大值,顶点为最高点。
核心要点总结:
的正负是判断抛物线开口方向的核心依据;此外, 的大小决定开口宽窄—— 越大,开口越窄; 越小,开口越宽。
探究总结
1.7.2013
通过刚才的对比,我们可以得出一个重要的结论:在二次函数 y = ax² 中,参数 a 的符号决定了抛物线的开口方向。当 a 大于0时,抛物线开口向上;当 a 小于0时,抛物线开口向下。这是我们判断抛物线开口方向的关键。
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新知探究
性质解读(一):开口与最值
01 开口方向决定函数最值
当 时,抛物线开口向上,顶点是图象的最低点,此时函数取得最小值;
当时,抛物线开口向下,顶点是图象的最高点,此时函数取得最大值。
02 最值的位置特征
二次函数的最值恒在顶点处取得。对于基础形式 ,其顶点坐标为 (0, 0),因此当时,函数取得最值 0。
口诀速记:正上负下,顶点定最值。
归纳总结
1.7.2013
我们来深入解读一下这些性质。首先是开口方向和最值的关系。大家可以想象一下,开口向上的抛物线就像一个山谷,底部是最低点,所以函数有最小值;而开口向下的抛物线像一座山峰,顶部是最高点,所以函数有最大值。这个最值都出现在顶点位置,也就是x=0的时候,最值是0。
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归纳总结
新知探究
性质解读(二):对称轴与增减性
核心规律:二次函数以轴集直线为对称轴,它的增减性是相对于对称轴而言的,可结合抛物线的开口方向(“山谷”与“山峰”)来直观理解。
① 当 时(开口向上,形如“山谷”)
对称轴左侧: 随 的增大而减小(沿轴正方向走“下坡”);
对称轴右侧: 随 的增大而增大(沿轴正方向走“上坡”);
记忆口诀:左减右增,顶点为函数的最小值点。
1.7.2013
接下来是增减性。增减性必须相对于对称轴来讨论。我们可以把抛物线想象成一座山。当a>0时,是山谷,对称轴左边是上坡,y随x增大而减小;右边是下坡,y随x增大而增大。当a<0时,是山峰,对称轴左边是上坡,y随x增大而增大;右边是下坡,y随x增大而减小。
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归纳总结
新知探究
性质解读(二):对称轴与增减性
核心规律:二次函数以轴即直线为对称轴,它的增减性是相对于对称轴而言的,可结合抛物线的开口方向(“山谷”与“山峰”)来直观理解。
② 当 时(开口向下,形如“山峰”)
对称轴左侧 随的增大而增大(沿轴正方向走“上坡”);
对称轴右侧随的增大而减小(沿轴正方向走“下坡”);
记忆口诀:左增右减,顶点为函数的最大值点。
1.7.2013
接下来是增减性。增减性必须相对于对称轴来讨论。我们可以把抛物线想象成一座山。当a>0时,是山谷,对称轴左边是上坡,y随x增大而减小;右边是下坡,y随x增大而增大。当a<0时,是山峰,对称轴左边是上坡,y随x增大而增大;右边是下坡,y随x增大而减小。
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例题讲解
例1:探究二次函数的性质
已知二次函数解析式为,请结合二次函数的基本性质,逐一分析并解答以下问题:
01. 基础图像特征
请说出该函数图像的开口方向、对称轴和顶点坐标,并简述判断的依据。
02. 函数增减性分析
当自变量取何值时,函数值随的增大而增大?当取何值时,随的增大而减小?
03. 函数最值判定
该函数是否存在最大值或最小值?若存在,请求出此时x的取值以及对应的函数最值。
解题思路提示:
紧扣 的核心性质:系数的正负决定开口方向;对称轴为轴(),顶点为原点(0,0);结合开口方向即可判断函数的增减区间与最值类型。
实战演练
1.7.2013
理论学习完了,我们来看一个例题,检验一下大家的掌握情况。对于函数 y = -5x²,请大家思考这三个问题:它的开口方向、对称轴和顶点坐标是什么?它的增减性如何?它有没有最值?如果有,是最大值还是最小值?值是多少?
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题型探究
【分析】 将函数与标准形式 对比,可得系数 ,以此判断函数性质。
【解答】
01. 图象基本特征:
∵ < 0,∴ 抛物线开口向下;对称轴为轴(直线 );顶点坐标为(0, 0)。
02. 函数增减性规律:
① 当 (对称轴左侧)时, 随 的增大而增大;
② 当 (对称轴右侧)时, 随 的增大而减小。
03. 函数最值情况:
∵ 抛物线开口向下,∴ 函数有最大值;当 时,函数取得最大值,即 最大值。
1.7.2013
我们来一起分析。首先,a=-5,小于0,所以开口向下。对称轴是y轴,顶点坐标是(0,0)。因为开口向下,所以在对称轴左侧,也就是x小于0时,y随x增大而增大;在对称轴右侧,也就是x大于0时,y随x增大而减小。最后,开口向下,函数有最大值,在顶点x=0处取得,最大值是0。大家都做对了吗?
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课堂练习(一)
1. (1) 抛物线 的开口向 ______,对称轴是 __________,顶点坐标是 ______;当 ______ 时, 有最 ______ 值,是 ______。
(2) 抛物线 的开口向 ______,对称轴是 __________,顶点坐标是 ______;当 ______ 时, 有最 ______ 值,是 ______。
规律总结: 的符号决定开口方向(正上负下);顶点始终为原点(0,0),对称轴为轴。
抛物线性质巩固
上
轴(或)
(0,0)
0
小
0
下
轴(或)
(0,0)
0
大
0
1.7.2013
接下来是课堂练习时间。请大家完成第一题的填空。这道题考察的是最基本的性质,大家要根据a的符号来判断开口方向、最值,同时记住对称轴和顶点坐标都是固定的。
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课堂练习(二)
2.对于二次函数,下列说法正确的是( )
A. 图象开口向上 B. 当时,随的增大而增大
C. 图象的对称轴是 轴 D. 顶点坐标是(0, 0)
3. 在下列函数中,图象开口最宽的是( )
A. B.
C. D.
4.对于函数,下列说法正确的是( )
A. 开口向上 B.0时,y随x增大而增大
C. 对称轴是直线 D. 顶点坐标是(0, 0)
D
C
D
1.7.2013
接下来是两道选择题。第二题考察的是对 y = -x² 性质的理解。第三题考察的是 |a| 对开口宽窄的影响,记住,|a| 越小,开口越宽。请大家仔细思考,选出正确答案。
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练习(二)解析
5. 已知点 在抛物线 上,比较 和 的大小。
解:方法一:直接代入求值法
核心技巧:比较函数值大小,可通过“代入计算”或“开口方向+对称轴”分析增减性。
1.7.2013
我们来分析一下。第二题,y = -x²,a=-1小于0,开口向下,所以A错。x>0时,y随x增大而减小,所以B错。对称轴是y轴,所以C错。顶点坐标是(0,0),D正确。第三题,比较|a|的大小,|½|最小,所以开口最宽,答案是C。
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课堂小结
二次函数图象与性质核心回顾
一、图象绘制方法
描点法:列表取值(取对称点)→ 描点定位 → 平滑连线成抛物线。
二、核心几何概念
形状为抛物线,对称轴是轴(直线),顶点坐标为原点(0, 0)。
三、关键图象性质
开口:向上,向下;宽窄:越大开口越窄;增减性:对称轴两侧单调性相反;最值:顶点处取极值(有最小值,有最大值)。
1.7.2013
好了,一节课的时间很快就过去了。我们来回顾一下本节课的主要内容。我们学习了用描点法画 y = ax² 的图象,认识了抛物线、对称轴和顶点这些核心概念。最重要的是,我们掌握了a的符号和绝对值对图象性质的影响,包括开口方向、开口宽窄、增减性和最值。
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课堂小结
二次函数的图象特征
图象形状:是一条关于轴对称的抛物线;
对称轴:直线(即轴);
顶点坐标:原点 (0, 0)。
系数 对函数性质的影响
1. 开口方向与最值:
当 时,抛物线开口向上,顶点是最低点,函数有最小值 0;
当 时,抛物线开口向下,顶点是最高点,函数有最大值 0。
2. 开口大小与增减性:
越大,抛物线开口越窄;越小,抛物线开口越宽;
增减性随开口方向和对称轴两侧变化,遵循“左减右增()”或“左增右减()”规律。
1.7.2013
这张图更简洁地展示了我们本节课的知识体系。从图象到性质,大家要把这些知识点串联起来,形成一个完整的知识网络。特别是a的作用,是本节课的重中之重,一定要牢牢掌握。
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课堂小结
二次函数的图象与性质归纳
一、当 时
图象特征:开口向上的抛物线,对称轴为轴(直线),顶点坐标为(0, 0)。
增减规律:对称轴左侧(),随增大而减小;右侧(),随增大而增大。
函数最值:当时,取得最小值 0。
二、当 时
图象特征:开口向下的抛物线,对称轴为轴(直线),顶点坐标为(0, 0)。
增减规律:对称轴左侧(),随增大而增大;右侧(),随增大而减小。
函数最值:当时,取得最大值 0。
核心结论: 的符号决定抛物线的开口方向,对称轴始终为y轴,顶点均为原点;增减性与最值规律随开口方向呈现相反特征。
1.7.2013
现在,我们把所有探究的结果汇总起来,形成一个完整的知识体系。这张表格清晰地展示了二次函数 y = ax² 在 a>0 和 a<0 两种情况下的图象和性质。包括开口方向、对称轴、顶点坐标、增减性以及最值。请同学们仔细观察和记忆。
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作业布置
基础题:
完成教材P48页练习第1、2题,重点巩固二次函数的基本定义、表达式及简单计算。
提高题:
在同一直角坐标系中,画出函数 的图象,并结合图象详细说明它们在开口方向、对称轴、顶点坐标以及增减性方面的异同点。
思考题:
已知二次函数的图象经过点 (2, -8),请求出参数 的值,并据此判断该函数图象的开口方向、对称轴以及顶点坐标,尝试写出该函数的性质。
1.7.2013
为了巩固今天所学的知识,我给大家布置了三道课后作业。基础题帮助大家巩固基本概念和性质。提高题要求大家动手画图,并进行对比分析。思考题则需要大家结合代入法来解决问题。希望大家认真完成。
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北师版·九年级上册
感谢聆听!
二次函数——数学之美
1.7.2013
今天的课就到这里。二次函数的世界还有更多奥秘等待我们去探索,希望大家能保持好奇心,继续在数学的海洋里遨游。感谢同学们的认真聆听!下课!
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