内容正文:
第二十六章 二次函数
26.2 二次函数的图象和性质
26.2.1 二次函数 y = ax2 的图象和性质
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导入新课
问题 1: 如图, 你知道篮球运动员投篮时篮球运动的路线是什么吗?
观察投篮时篮球的运动路线, 思考分析篮球的运动路线有何规律, 怎样用数学规律来描述?
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问题 2: 回忆二次函数的定义.
一般地, 形如 y = ax2 + bx + c (a, b, c 是常数, a ≠ 0) 的函数, 叫作二次函数.
与学习一次函数一样, 在学习了二次函数的概念之后, 我们来研究它的图象和性质. 先从简单的二次函数 y = ax2 开始, 逐步深入到一般的二次函数.
在这个过程中, 数形结合即解析式与图象结合是重要的研究方法.
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任务一:画二次函数 y = x2 的图象
问题 1: 如何画二次函数 y = x2 的图象呢?
高效课堂
画函数图象的一般步骤:
列表
描点
连线
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对于 y = x2, 自变量 x 可以是任意实数, 列表表示几组对应值.
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x … -3 -2 -1 0 1 2 3 …
y = x2 … 9 4 1 0 1 4 9 …
根据表中 x, y 的值在平面直角坐标系中描点 (x, y).
再用平滑曲线顺次连接各点, 就得到 y = x2 的图象.
3
6
9
y
-3
3
x
O
y = x2
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观察 y = x2 的图象, 它是什么形状的? 你能说一说实际中遇到的类似情况吗?
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二次函数的图象是一条曲线, 它的形状类似投篮或掷铅球时球在空中经过的路线, 只是这条曲线开口向上.
实际上, 二次函数的图象都是类似的曲线, 它们的开口或者向上或者向下, 我们把二次函数 y = ax2 + bx + c 的图象叫作抛物线 y = ax2 + bx + c.
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问题 2: 观察二次函数 y = x2 的图象, 你能说一说该抛物线的开口方向、对称轴、顶点吗?
二次函数 y = x2 的图象开口向上, 对称轴为 y 轴, 顶点为原点.
实际上, 每条抛物线都有对称轴, 抛物线与对称轴的交点叫作抛物线的顶点, 顶点是抛物线的最低点或最高点.
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问题 3: 在抛物线 y = x2 上任取一点(m, m2), 求它关于 y 轴的对称点, 你发现了什么?
在抛物线 y = x2 上任取一点(m, m2), 它关于 y 轴的对称点是点(-m, m2),
将其坐标代入 y = x2, 满足解析式, 所以(-m, m2)在抛物线 y = x2 上.
此问题的解决进一步说明了抛物线 y = x2 关于 y 轴对称.
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问题 4: 我们知道直线 y = x 从左到右上升, y 随 x 的增大而增大, 那么二次函数 y = x2 的图象是否有类似的性质?
从二次函数的图象可以看出, 在对称轴的左侧, 抛物线从左到右下降;在对称轴的右侧, 抛物线从左到右上升.
3
6
9
y
-3
3
x
O
y = x2
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.
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任务二:探究异同,总结规律
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解:
分别列表, 画出它们的图象, 如图.
例 在同一平面直角坐标系中, 画出函数 y = x2, y = 2x2 的图象.
x … -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 …
y = x2 … 8 4.5 2 0.5 0 0.5 2 4.5 8 …
4
2
6
8
2
4
O
-4
-2
x
y
y= x2
x … -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 …
y = 2x2 … 8 4.5 2 0.5 0 0.5 2 4.5 8 …
y=2x2
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思考: (1) 函数 y = x2, y = 2x2 的图象与 y = x2 的图象(图中的虚线图形)相比, 有什么共同点和不同点?
4
2
6
8
2
4
O
-4
-2
x
y
y= x2
y=2x2
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(2) 利用信息技术工具画二次函数 y = ax2 (a > 0)的图象, 改变 a 的值, 函数 y = ax2 的图象也发生了改变(如图). 随着 a 的变化, 二次函数 y = ax2 的图象有什么变化?
相同点: 抛物线开口向上, 对称轴是 y 轴, 顶点是原点, 顶点是抛物线的最低点.
不同点: 抛物线开口大小不同, 抛物线 y = x2 的开口大于抛物线 y = x2, 抛物线 y = x2 的开口大于抛物线 y = 2x2. 当 a 越来越大时, 抛物线开口变小.
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再次观察函数 y = ax2 (a > 0)的图象, 在对称轴两侧图象有何特点?
一般地, 当 a > 0 时, 抛物线 y = ax2 的开口向上,对称轴是 y 轴, 顶点是原点, 顶点是抛物线的最低点, a 越大, 抛物线的开口越小.
在对称轴左侧, y 随 x 的增大而减小, 在对称轴右侧, y 随 x 的增大而增大.
从二次函数 y = ax2 (a > 0)的图象可以看出:
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.
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探究: 回顾上面探究二次函数 y = ax2 (a > 0)的图象和性质的过程, 你能用类似的方法探究二次函数 y = ax2 (a < 0)的图象和性质吗?
-4
-2
2
4
-2
-4
-6
-8
y=- x2
y=-2x2
y=-x2
y
x
一般地, 当 a < 0 时, 抛物线开口向下, 对称轴是 y 轴, 顶点是原点, 顶点是抛物线的最高点, a 越小, 抛物线的开口越小.
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.
在同一平面直角坐标系中画出函数 y = -x2, y = - x2, y = -2x2 的图象, 如图, 观察三个函数图象, 并比较异同, 总结规律.
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提问: 你能将上述两种情况都归纳到一起吗?
从二次函数 y = ax2 的图象可以看出:
一般地, 抛物线 y = ax2 的对称轴是 y 轴, 顶点是原点.
当 a > 0 时, 抛物线的开口向上, 顶点是抛物线的最低点;
当 a < 0 时, 抛物线的开口向下, 顶点是抛物线的最高点.
a > 0
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;
a < 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.
|a| 越大
抛物线的开口越小
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课堂评价
1. 下列抛物线中, 开口向下的有 ( )
① y = - x2; ② y = x2; ③ y = 10x2; ④ y = x2.
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
B
2. 二次函数 y = 3x2 的图象一定经过 ( )
A.第一、二象限 B.第三、四象限
C.第一、三象限 D.第二、四象限
A
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课堂评价
3. 在同一平面直角坐标系中, 二次函数 y1 = a1x2, y2 = a2x2, y3= a3x2 的图象如图所示, 则 a1, a2, a3 的大小关系为___________(用“>”连接).
a3 >a2 > a1
y1 = a1x2
y2 = a2x2
y3 = a3x2
y
x
O
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课堂总结
1. 回顾二次函数 y = ax2 的图象和性质.
2. 二次函数 y = ax2 中的 a 对函数图象有什么影响?
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作业设计
基础性作业: 教材练习第 1, 2 题.
提高性作业: 教材习题 26.2 第 1 题.
拓展性作业: 已知二次函数 y = 2x2. 如图, 此二次函数的图象经过点 (0, 0), 长方形 ABCD 的顶点 A, B 在 x 轴上, C, D 恰好在二次函数的图象上, 点 B 的横坐标为 2, 求图中阴影部分的面积之和.
A
B
O
x
y
C
D
y=2x2
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感 谢 观 看
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