内容正文:
21.2.2.4 二次函数y=ax²+bx+c的图象和性质专项练习
【核心知识梳理】
二次函数 \(y=ax^2+bx+c\)(\(a≠0\))是二次函数的一般式,是沪科版九年级上册二次函数的最终通用形式,涵盖前面所学的顶点式、平移型函数,是考试必考核心内容。任意二次函数都可化为一般式,它可以通过配方转化为顶点式 \(y=a(x-h)^2+k\),进而求出抛物线的对称轴、顶点、增减性与最值,实现从特殊形式到通用形式的知识过渡。
在一般式中,三个系数分工明确且各有几何意义:系数 \(a\) 决定抛物线开口方向与开口宽窄,\(a>0\) 开口向上,图象有最低点;\(a<0\) 开口向下,图象有最高点。\(|a|\) 越大,抛物线开口越窄,图象越陡峭;\(|a|\) 越小,开口越宽。系数 \(a\)、\(b\) 共同决定对称轴位置,系数 \(c\) 决定抛物线与 \(y\) 轴交点位置。
通用核心公式可直接用于解题,无需每次配方:对称轴公式为直线 \(x=-\dfrac{b}{2a}\),顶点纵坐标公式为 \(y=\dfrac{4ac-b^2}{4a}\),即顶点坐标为 \(\left(-\dfrac{b}{2a},\dfrac{4ac-b^2}{4a}\right)\)。函数最值由开口方向决定,\(a>0\) 时,当 \(x=-\dfrac{b}{2a}\),函数有最小值 \(\dfrac{4ac-b^2}{4a}\);\(a<0\) 时,当 \(x=-\dfrac{b}{2a}\),函数有最大值 \(\dfrac{4ac-b^2}{4a}\)。
函数增减性由对称轴与开口方向共同确定:\(a>0\) 时,对称轴左侧(\(x<-\dfrac{b}{2a}\))\(y\) 随 \(x\) 增大而减小,对称轴右侧(\(x>-\dfrac{b}{2a}\))\(y\) 随 \(x\) 增大而增大;\(a<0\) 时,对称轴左侧(\(x<-\dfrac{b}{2a}\))\(y\) 随 \(x\) 增大而增大,对称轴右侧(\(x>-\dfrac{b}{2a}\))\(y\) 随 \(x\) 增大而减小。
系数特殊规律:\(b=0\) 时,对称轴为 \(y\) 轴,图象关于 \(y\) 轴对称;\(c=0\) 时,抛物线经过坐标原点;\(a\)、\(b\) 同号,对称轴在 \(y\) 轴左侧;\(a\)、\(b\) 异号,对称轴在 \(y\) 轴右侧,可快速判断图象大致位置。
二次函数 \(y=a(x-h)^2+k\)(\(a≠0\))是二次函数的顶点式标准形式,整合了前两节竖直平移与水平平移的所有知识点,是沪科版九年级上册二次函数章节的重中之重。该函数由基础抛物线 \(y=ax^2\) 经过先左右、后上下的平移变换得到,完整涵盖了抛物线的位置变化规律,也是后续二次函数综合题、最值应用题的核心解题公式。
此函数的图象依旧是抛物线,系数 \(a\) 决定开口方向与开口大小,和前两类二次函数性质一致。当 \(a>0\) 时,抛物线开口向上,图象有最低点;当 \(a<0\) 时,抛物线开口向下,图象有最高点。相较于 \(y=ax^2\)、\(y=ax^2+k\)、\(y=a(x-h)^2\),该公式的优势是可直接读出顶点与对称轴:抛物线对称轴为直线 \(x=h\),顶点坐标为 \((h,k)\),顶点不再局限于坐标轴上,可在平面直角坐标系任意位置。
函数增减性与最值规律清晰:\(a>0\) 时,在对称轴左侧(\(x<h\)),\(y\) 随 \(x\) 增大而减小;在对称轴右侧(\(x>h\)),\(y\) 随 \(x\) 增大而增大,当 \(x=h\) 时,函数取得最小值 \(k\)。\(a<0\) 时,在对称轴左侧(\(x<h\)),\(y\) 随 \(x\) 增大而增大;在对称轴右侧(\(x>h\)),\(y\) 随 \(x\) 增大而减小,当 \(x=h\) 时,函数取得最大值 \(k\)。
平移规律遵循“左加右减,上加下减”完整法则。由 \(y=ax^2\) 平移得到:\(h>0\) 向右平移 \(h\) 个单位,\(h<0\) 向左平移 \(|h|\) 个单位;\(k>0\) 向上平移 \(k\) 个单位,\(k<0\) 向下平移 \(|k|\) 个单位。平移全过程中抛物线形状、开口、宽窄保持不变,仅顶点位置发生改变。
【基础专项练习题】
1. 填空题:已知二次函数 \(y=x^2-2x+3\),则开口方向为______,对称轴为直线______,顶点坐标为______,函数有最______值为______。
2. 填空题:二次函数 \(y=-2x^2+4x-1\),当 \(x\)______时,\(y\) 随 \(x\) 的增大而增大;当 \(x\)______时,\(y\) 随 \(x\) 的增大而减小。
3. 选择题:关于二次函数 \(y=3x^2-6x\),下列说法正确的是()
A. 开口向下 B. 对称轴为 \(x=-1\) C. 最小值为 \(-3\) D. 经过点 \((1,0)\)
4. 选择题:抛物线 \(y=-x^2+2x+c\) 的对称轴是()
A. 直线 \(x=1\) B. 直线 \(x=-1\) C. 直线 \(x=2\) D. 直线 \(x=-2\)
【提升专项练习题】
5. 解答题:已知二次函数 \(y=x^2-4x+2\),(1)通过配方将函数化为顶点式;(2)写出抛物线的开口方向、对称轴、顶点坐标和最值;(3)简述函数的增减性。
6. 解答题:已知二次函数 \(y=ax^2+bx-3\),经过点 \((1,-4)\)、\((2,-3)\),(1)求函数解析式;(2)求抛物线的对称轴和顶点坐标。
【参考答案与详细解析】
1. 答案:向上;\(x=1\);\((1,2)\);小;2。解析:\(a=1>0\) 开口向上,有最小值;代入对称轴公式 \(x=-\dfrac{b}{2a}=1\),顶点纵坐标 \(\dfrac{4ac-b^2}{4a}=2\),可得顶点 \((1,2)\)。
2. 答案:\(<1\);\(>1\)。解析:\(a=-2<0\),开口向下,对称轴为 \(x=1\),左增右减,即 \(x<1\) 递增,\(x>1\) 递减。
3. 答案:C。解析:\(a=3>0\) 开口向上,对称轴 \(x=1\),顶点 \((1,-3)\),最小值为 \(-3\),代入 \(x=1\) 得 \(y=-3≠0\),不经过 \((1,0)\)。
4. 答案:A。解析:\(a=-1,b=2\),对称轴 \(x=-\dfrac{2}{2\times(-1)}=1\)。
5. 解析:(1)配方得 \(y=(x^2-4x+4)-4+2=(x-2)^2-2\);(2)\(a=1>0\),开口向上,对称轴直线 \(x=2\),顶点 \((2,-2)\),最小值为 \(-2\);(3)当 \(x<2\) 时,\(y\) 随 \(x\) 增大而减小;当 \(x>2\) 时,\(y\) 随 \(x\) 增大而增大。
6. 解析:(1)将两点代入解析式得方程组 \(\begin{cases}a+b-3=-4\\4a+2b-3=-3\end{cases}\),解得 \(a=1,b=-2\),解析式为 \(y=x^2-2x-3\);(2)对称轴 \(x=1\),代入得顶点纵坐标 \(-4\),顶点坐标为 \((1,-4)\)。
【易错点总结】一般式二次函数易错点集中在公式混淆和符号出错。一是对称轴公式符号记错,容易遗漏负号,误写为 \(x=\dfrac{b}{2a}\);二是配方时常数项加减出错,配方变形时未保持等式恒等;三是无法准确根据 \(a、b\) 判断对称轴位置,混淆左右单调性;四是最值判断与开口方向不匹配。一般式是二次函数综合题的基础,熟练掌握公式计算与配方变形,是解决图象分析、最值应用、动点问题的关键。
沪科版(新教材)数学九年级上册
21.2.2.4二次函数y=ax²+bx+c的图象和性质
授课教师: .
班 级: 9年级( )班 .
时 间: .
2026/9/13
学子如同向日葵向往暖阳,满心热爱渴求知识。在书页间汲取力量,于思索中追逐光亮,不惧学习路上的磨砺,心怀憧憬奋力向上,向着理想不断成长。
第21章 二次函数与反比例函数
二次函数 y = ax2 + bx + c 的图象和性质
我们已经知道 y = a(x + h)2 + k 的图象和性质,能否利用这些知识来探讨 的图象和性质?
问题1 能不能将 化成 y = a(x + h)2 + k 的形式?用什么方法?
能,用配平方法.
1
配方可得
想一想:配平方的技巧及步骤是什么?
配方
现在你知道怎样配方了吗?
(1)“提”:提出二次项系数;
(2)“配”:括号内配成完全平方;
(3)“化”:化成顶点式.
提示:配方所得二次函数表达式通常称为顶点式.
问题2 你能说出 的对称轴及顶点坐标吗?
答:对称轴是直线 x = 6,顶点坐标是 (6,3).
问题3 二次函数 可以看作是由 怎样平移得到的?
答:平移方法 1:
先向上平移 3 个单位,再向右平移 6 个单位得到的;
平移方法 2:
先向右平移 6 个单位,再向上平移 3 个单位得到的.
5
10
x
y
5
10
5
O
…
…
…
…
9
8
7
6
5
4
3
x
7.5
5
3.5
3
3.5
5
7.5
问题4 如何画二次函数
的图象?
先利用图形的对称性列表;
然后描点画图,
得到图象如右图所示.
问题5 结合二次函数 的图象,说出其性质.
5
10
x
y
5
10
x = 6
当 x<6 时,y 随 x 的增大而减小;
当 x>6 时,y 随 x 的增大而增大.
O
例1 怎样画函数 y = -2x2 - 8x - 7 的图象?
解:(1) 将这个函数的表达式配方:
= -2(x2 + 4x) - 7
= -2(x2 + 4x + 4) - 7 + 8
= -2(x + 2)2 + 1
y = -2x2 - 8x - 7
(2) 根据图象的对称性列表:
(3) 描点、连线.
x … -2 -1 0 …
… 1 -1 -7 …
y=-2(x+2)2+1
例1 画出函数 的图象,并说明这个函数具有哪些性质.
x ··· -2 -1 0 1 2 3 4 ···
y ··· ···
-6.5
-4
-2.5
-2
-2.5
-4
-6.5
解:将函数 配方,可得 ,
先列表:
典例精析
2
x
y
-2
O
4
-2
-4
-4
-6
-8
然后描点、连线,得到图象如下.
由图象可知,这个函数具有如下性质:
当 x<1 时,函数值 y 随 x的增大而增大;
当 x>1时,函数值 y 随 x的增大而减小;
当 x = 1 时,函数取得最大值,最大值 y = -2.
名师点金
1.把二次函数化成 形式的
方法:配方时只对二次项和一次项变形,提取二次项的系数,
将其系数化为“1”,然后括号内加上一次项系数一半的平方,
再减去一次项系数一半的平方.#1.1
举一反三
12
2.利用二次函数 的图象判断各项系数的符号
的方法:(1) 决定抛物线的开口方向,简记为“上正下负”;
(2)决定抛物线与 轴的交点位置,简记为“上正下负原点
0”;, 的符号共同决定对称轴的位置,简记为“左同右
异,轴 的值为0”.#1.2
举一反三
13
知识点1 二次函数 与
间的关系
1. 将二次函数化为 的形式,
结果为( )
D
A. B.
C. D.
返回
举一反三
14
2. 将抛物线 向右平移2个单位长度,再向
下平移1个单位长度得到抛物线,则抛物线 的表达式为
( )
D
A. B.
C. D.
返回
举一反三
15
将一般式 y = ax2 + bx + c 化成顶点式
我们如何用配方法将一般式 y = ax2 + bx + c (a ≠ 0) 化成顶点式 y = a(x + h)2 + k?
2
y = ax² + bx + c
二次函数 y = ax2 + bx + c 的图象和性质
一般地,二次函数 y = ax2 + bx + c 可以通过配方化成 y = a(x + h)2 + k 的形式,即
因此,抛物线 y = ax2 + bx + c 的顶点坐标是
,对称轴是直线
归纳总结
(1)
(2)
x
y
O
x
y
O
如果 a>0,当 x< 时,y 随 x 的增大而减小;当
x> 时,y 随 x 的增大而增大.
如果 a<0,当 x< 时,y 随 x 的增大而增大;当
x> 时,y 随 x 的增大而减小.
19
例2 已知二次函数 y =-x2+2bx+c,当 x>1 时,y 的值随 x 值的增大而减小,则实数 b 的取值范围是( )
A.b≥-1 B.b≤-1
C.b≥1 D.b≤1
解析:∵ 二次项系数-1<0,∴ 抛物线开口向下. 故在对称轴右侧,y 随 x 值的增大而减小. 由于当 x>1 时,y 随 x 值的增大而减小,∴ 抛物线 y =-x2+2bx+c 的对称轴应在直线 x = 1 的左侧. 而抛物线的对称轴为直线 ,∴ b≤1. 故选 D.
D
20
顶点坐标 对称轴 最值
y = -x2 + 2x
y = -2x2 - 1
y = 9x2 + 6x - 5
(1,3)
x = 1
有最大值 1
(0,-1)
y 轴
有最大值 -1
有最小值 -6
( ,-6)
直线 x =
填一填
二次函数字母系数与图象的关系
问题1 一次函数 y = kx + b 的图象如下图所示,请根据一次函数图象的性质填空:
x
y
O
y = k1x + b1
x
y
O
y = k2x + b2
y = k3x + b3
k1 ___ 0
b1 ___ 0
k2 0
b2 ___ 0
>
<
k3 ___ 0
b3 ___ 0
<
>
<
>
3
x
y
O
问题2 二次函数 y = ax² + bx + c 的图象如下图所示,请根据二次函数的性质填空:
a1 ___ 0
b1 ___ 0
c1 ___ 0
a2 ___ 0
b2 ___ 0
c2 ___ 0
>
>
>
>
<
=
开口向上,a>0
对称轴在 y 轴左侧,x<0
对称轴在 y 轴右侧,x>0
x = 0时,y = c.
x
y
O
a3___ 0
b3___ 0
c3___ 0
a4___ 0
b4___ 0
c4___ 0
<
=
>
<
>
<
开口向下,a<0
对称轴是 y 轴,x = 0
对称轴在 y 轴右侧,x>0
x = 0时,y = c.
二次函数 y = ax2 + bx + c 的图象与 a、b、c 的关系
字母符号 图象的特征
a>0 开口_____________________
a<0 开口_____________________
b=0 对称轴为_____轴
a、b 同号 对称轴在 y 轴的____侧
a、b 异号 对称轴在 y 轴的____侧
c=0 经过原点
c>0 与 y 轴交于_____半轴
c<0 与 y 轴交于_____半轴
向上
向下
y
左
右
正
负
例3 已知二次函数 y=ax2+bx+c 的图象如图所示,下列结论:①abc>0;②2a-b<0;③4a-2b+c<0;④(a+c)2<b2. 其中正确的个数是 ( )
A.1 B.2 C.3 D.4
D
由图象上横坐标为x=-2的点在第三象限可得4a-2b+c<0,故③正确
由图象上 x=1的点在第四象限得 a+b+c<0,由图象上 x=-1的点在第二象限得出 a-b+c>0,则(a+b+c)(a-b+c)<0,即(a+c)2-b2<0,可得 (a+c)2<b2,故④正确.
【解析】由图象开口向下可得 a<0,由对称轴在 y 轴左侧可得b<0,由图象与 y 轴交于正半轴可得 c>0,则 abc>0,故①正确;
由对称轴 x>-1可得 2a - b<0,故②正确;
知识点2 二次函数 的图象和性质
3. [2025盐城] 已知二次函数,当自变量 满
足时, 的取值范围是____________.
【点拨】当所给的二次函数的自变量的取值范围包含了对称
轴所对应的 的值时,不能忽略其在对称轴处取得的最值.
. .
返回
举一反三
27
4. 二次函数 的最小值为__.
【点拨】方法1(配方法)
,当
时,二次函数取最小值,最小值为 .
举一反三
28
方法2(公式法),,, 当
时,取最小值是 .
方法3(代入法),,, 当
时, .
返回
举一反三
29
5. [2025攀枝花] 关于抛物线 ,下列说法正
确的是( )
D
A. 开口向上 B. 对称轴是直线
C. 与轴的交点坐标是 D. 顶点坐标是
【点拨】, 抛物线的
开口向下,对称轴为直线,顶点坐标是.当
时,, 抛物线与轴的交点坐标是 .故选D.
返回
举一反三
30
6. 已知二次函数
为常数,且 ,下列结论:①函数图象一定经过第一、
二、四象限;②函数图象一定不经过第三象限;③当
时,随的增大而减小;④当时,随 的增大而增大.
其中所有正确结论的序号是( )
B
A. ①② B. ②③ C. ②④ D. ③④
举一反三
31
【点拨】, 抛物线开口向上. 抛物线的对称轴为
直线,, 二次函数图象必经过第
一、二象限.对于,, .
当时,抛物线与 轴无交点,二次函数图象只经过
第一、二象限;当时,抛物线与 轴有一个交点,
二次函数图象只经过第一、二象限;当 时,
抛物线与 轴有两个交点,二次函数图象经过第一、二、四
举一反三
32
象限.故①错误,②正确. 抛物线开口向上,对称轴为直线
, 当时,随的增大而减小;当时,
随 的增大而增大,故③正确,④错误.故选B.
返回
举一反三
7. [浙江平湖文涛中学自主招生] 当 时,二次函
数的最大值与最小值的差为,则 的值可能是
( )
D
A. B. 0 C. 1 D. 或2
举一反三
34
【点拨】如图,当 时,
,或
(舍去),;当 时,
,
,( 舍去).
综上,的值可能为 或2.
返回
举一反三
35
知识点3 二次函数的图象与,,
符号间的关系
(第8题)
8. 二次函数
的图象如图,则一次函数 的图象一
定不经过第____象限.
四
返回
举一反三
36
(第9题)
9. [2025安徽] 已知二次函数
的图象如图所示,
则下列式子正确的是( )
C
A. B.
C. D.
举一反三
37
顶点:
对称轴:
y = ax2+bx+c ( a ≠ 0 )
(一般式)
配方法
公式法
(顶点式)
课堂小结
谢谢观看
THANKS
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