重难点专题 二次函数图像与基本性质(专项训练)数学新教材人教版九年级上册
2026-09-20
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摘要:
**基本信息**
以“a的核心作用”为统领,构建从基础性质到综合应用的二次函数图像方法体系,通过“方法+类型+注意”三维提炼实现系统性突破。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|开口方向与宽窄|4题|a正负定方向,|a|定宽窄;参数范围与图像对比|从a的基础性质切入,建立代数参数与几何特征的关联|
|对称轴与顶点最值|6题|公式法求对称轴与顶点;最值判断结合a符号|深化b对对称轴的影响,衔接函数最值的代数与几何意义|
|增减性|8题|对称轴分区间判断单调性;同侧直接比,异侧算距离|综合a符号与对称轴位置,培养数学思维中的逻辑推理|
|a,b,c符号判断|9题|“左同右异”定b;c看y轴交点;代数式符号代特殊值|整合a,b,c的几何意义,提升用数学语言表达图像信息的能力|
|对称性应用|7题|纵坐标等则对称;两点横坐标平均得对称轴|运用数学眼光发现图像对称规律,强化模型意识与应用能力|
内容正文:
重难点专题 二次函数图像与基本性质
重难点一 开口方向、开口宽(由a决定)
主要方法:根据a正负判断开口方向:a>0开口向上;a<0开口向下.|a|决定开口宽窄:|a|越大,开口越窄;|a|越小,开口越宽.已知开口方向求参数a的取值范围. 常见类型:给解析式直接判断开口;已知开口向上/向下,求字母参数范围;多个抛物线图像对比,比较|a|大小. 特别注意:只看a的符号,与b、c无关.
1.如图,是二次函数(,,是常数,且的图象,虚线是抛物线的对称轴.则一次函数的图象不经过( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【分析】本题考查二次函数的性质、一次函数的性质,解答本题的关键是根据抛物线图象确定a、b、c的正负情况,根据一次函数的性质,即可得到一次函数的图象经过哪几个象限,不经过哪个象限.
【详解】解:∵抛物线开口向下,抛物线与y轴交于正半轴,
∴,,
∵抛物线的对称轴在y轴的右侧,
∴,
∴,
∴,
∴一次函数的图象结果一、二、四象限,
∴一次函数的图象不经过第三象限.
故选:C.
2.在“探索函数的系数a,b,c与图象的关系”活动中,老师给出了直角坐标系中的四个点:,,,.同学们探索了经过这四个点中的三个点的二次函数图象,发现这些图象对应的函数解析式各不相同,其中组成的二次函数图象a值最小的三点为( )
A.M,P,Q B.M,N,P C.N,P,Q D.M,N,Q
【分析】本题考查了二次函数的性质,根据4个点的位置结合二次函数的性质判断求解即可,解题的关键是理解题意,掌握二次函数的性质.
【详解】解:由图可知,
过M,P,Q和过N,P,Q的二次函数开口向上,,故排除A和C,
∵越大,开口越小,
∴当时,开口小的那个a更小,
由图可知,过M,N,P三点的二次函数的开口更小,
∴过M,N,P三点的二次函数的a更小,
故选:B.
3.如图,抛物线与轴交于两点,线段,的端点坐标为,若抛物线与两条线段和总共有且仅有一个交点,则的取值范围为_____ ____.
【分析】本题考查了二次函数的图象的性质;先设抛物线解析式为,分两种情况讨论,①当,函数最小值大于,经过点时求得的最小值;②当,函数最大值小于,经过点时取得最大值,即可求解.
【详解】解:∵抛物线与轴交于两点
∴对称轴为直线,设抛物线解析式为,
当时,,解得:,
当经过点时,抛物线的开口最大,此时取得最小值,即
解得:
∴;
当时,,解得:
经过点时,抛物线的开口最大,取得最大值,即
解得:
∴
综上所述,若抛物线与两条线段和总共有且仅有一个交点,则的取值范围为或.
4.已知二次函数(),记该函数在上的最大值为,最小值为.已知.
(1)当时,求的值.
(2)当,时,求的值.
(3)已知,(为整数),若为整数,求的值.
【分析】(1)根据.结合抛物线开口向上,对称轴为直线,点与对称轴的距离越大,函数值越大,计算确定最大值为,最小值为.结合,列式计算.
(2)当,时,当时,函数变成.确定抛物线开口向上,对称轴为直线,函数有最小值,且点与对称轴的距离越大,函数值越大,当时,最大值为,最小值为.当,最大值为,最小值为.当,最大值为,最小值为.计算即可.
(3)根据题意,,确定时,函数取得最大值,且为,时,函数取得最小值,且为,
最大值为,最小值为,根据整数的性质,计算即可.
【详解】(1).∵.,
∴抛物线开口向上,对称轴为直线,函数有最小值,且点与对称轴的距离越大,函数值越大,
∵在的范围中,
∴y的最小值为;
∵,
∴时,函数取得最大值,且为,
∴最大值为,最小值为.
∵,
∴,
解得.
(2)当时,
∴.
∴抛物线开口向上,对称轴为直线,函数有最小值,且点与对称轴的距离越大,函数值越大,
∵,,
∴,
当时,
直线不在中,故取不到最小值;
∵,
∴时,函数取得最大值,且为,时,函数取得最小值,且为,
∴最大值为,最小值为.
∵,
∴,
解得,符合题意;
当时即,
当,
∴时,函数取得最大值,且为,时,函数取得最小值,且为,
∴最大值为,最小值为.
∵,
∴,
解得都不符合题意,舍去;
当,
∴时,函数取得最大值,且为,时,函数取得最小值,且为,
∴最大值为,最小值为.
∵,
∴,
解得都舍去;
当时即,
∴时,函数取得最大值,且为,时,函数取得最小值,且为,
∴最大值为,最小值为.
∵,
∴,
解得,符合题意;
综上所述,符合题意的m值为或.
(3)∵,,,
∴,
∴,
∴,
∴时,函数取得最大值,且为,时,函数取得最小值,且为,
∴最大值为,最小值为.
∴
∵是整数,
∴,
∵,
∴,
∴,
解得.
重难点二 对称轴、顶点坐标、最大(小)值
主要方法:一般式:,对称轴为,顶点纵坐标.对称轴为x=h,顶点为(h,k),直接读出最值k.最值判断:a>0,顶点为最小值;a<0,顶点为最大值. 主要类型:①一般式、顶点式互求对称轴与顶点;②已知函数有最大值或最小值,求参数;③顶点在x轴、y轴上,求字母的值.给定解析式求对称轴、顶点、最值;④已知顶点信息反求参数.
1.抛物线的顶点坐标是( )
A. B. C. D.
【分析】y=a(x-h)²的图象的顶点是()
【详解】解:在中,,,
∴ 顶点坐标为.
2.二次函数的最大值是( )
A. B. C.1 D.0
【分析】利用平方的非负性推导函数的最大值.
【详解】解:,
,
当时,取得最大值.
3.若抛物线的开口向下,顶点坐标为,则二次函数有( )
A.最小值 B.最大值 C.最小值2 D.最大值2
【分析】开口向下的二次函数有最大值,最大值为顶点的纵坐标,据此可得答案.
【详解】解:∵抛物线的开口向下,顶点坐标为,
∴二次函数有最大值.
4.如图是抛物线的部分图像,其顶点坐标为 ,且与轴的一个交点在点和之间,下列结论错误的是( )
A. B.
C. D.一元二次方程有两个不相等的实数根
【分析】本题考查了函数的图像及其性质,利用数形结合思想,抛物线的性质计算判断即可.
【详解】∵抛物线开口向下,
∴,
∵抛物线交y轴于正半轴,
∴,
∵,一个交点在点和之间,
∴,且,另一个交点在点和之间,
∴,
故A正确,
∵,
故B错误,
∵
∴故C正确,
∵,
∴,
∴,
∴,
故D正确,
故选:B.
5.点在以y轴为对称轴的二次函数的图象上.则的最小值等于_____ ____.
【分析】本题考查二次函数的性质,根据二次函数的图象的对称轴为轴,得到,进而得到函数关系式为,得到,进而得到,利用二次函数的性质,求最值即可.解题的关键是根据对称轴求出二次函数的解析式.
【详解】解:∵二次函数的图象的对称轴为轴,
∴,
∴,
∵点在抛物线上,
∴,
∴,
∴当时,有最小值为.
6.已知抛物线经过点和点,求t的最小值.
【分析】本题考查了二次函数的对称性和增减性,根据抛物线的对称轴以及对称轴公式确定,即可得到,由抛物线经过点和点得到,结合即可确定的最小值.
【详解】解:∵抛物线,
∴抛物线的对称轴为直线,
∵抛物线经过点和点,
∴点和点关于对称轴对称,,
∴,即,
∴,
∴,
∵,
∴时,t有最小值为:.
重难点三 增减性(单调性)
主要方法:分清对称轴为分界线:a>0:对称轴左侧y随x增大而减小;右侧y随x增大而增大;a<0:对称轴左侧y随x增大而增大;右侧y随x增大而减小.给定自变量,比较函数值大小.
主要类型:①点在对称轴同侧,直接用增减性;②点在对称轴两侧,先算点到对称轴的距离再比较.指定x取值范围,判断增减变化.主要类型:①直接描述函数增减性;②给若干个点横坐标,比较大小(高频考题). 特别注意:增减性必须写明“在对称轴左侧/右侧”,不能笼统说y随x增大增大.
1.在抛物线上,有、、三点, 则、和的大小关系为( )
A. B. C. D.
【分析】本题考查了二次函数图象上点的坐标特征,主要利用了二次函数的增减性和对称性,先确定出抛物线的对称轴为直线,再根据二次函数的增减性和对称性解答,求出对称点的坐标是解题的关键.
【详解】解:∵,
∴抛物线的对称轴为直线,
∴点与点关于直线对称,
∵抛物线开口向下,
∴当时,随的增大而减小,
∵,
∴,
故选:.
2.已知抛物线,,,是抛物线上三点,则,,由小到大依序排列为( )
A. B. C. D.
【分析】本题考查了二次函数图象上点的坐标特征,主要利用了二次函数的增减性和对称性,求出对称轴是解题的关键.求出抛物线的对称轴为直线,然后根据二次函数的增减性和对称性解答即可.
【详解】解:∵,,
∴抛物线的开口向上,对称轴为直线,
∴当,随的增大而增大,
∵关于直线的对称点是,
且,
∴.
故选:C.
3.若点,,是二次函数(,是常数,且)图象上的三个点,则,,的大小关系是( )
A. B. C. D.
【分析】根据二次函数的解析式得出图象的开口向下,对称轴是直线,根据时,随的增大而减小,即可得出答案.
【详解】,是常数,且,
图象的开口向下,对称轴是直线,
时,随的增大而减小,
点关于直线的对称点是,且,
,
故选:D.
4.(2026贵州中考)一元二次方程的两根分别是,,一元二次方程的两根分别是,,若,把,,,这四个数按从小到大的顺序用“”连接起来:_________.
【分析】设,,根据方程的根的情况,判断抛物线与轴的交点个数,对称轴的位置,以及两条抛物线的开口大小,即可得出结果.
【详解】解:设,,
则两个函数都经过点,对称轴分别为和,
∵一元二次方程的两根分别是,,一元二次方程的两根分别是,,
∴,为抛物线与轴的交点的横坐标,,为抛物线与轴的交点的横坐标,
∵,
∴抛物线与抛物线的对称轴均在轴的左侧,
∴,,
∴,,
∴两条抛物线的开口向上,
∵,
∴抛物线的开口大于抛物线的开口,
∴,
∵两条抛物线与轴都有两个交点,
∴,,
∴,,
综上:.
5.二次函数的图象上三点,,,则的大小关_________.
【分析】本题主要考查了二次函数的性质,利用开口方向和点与对称轴的远近,判断函数值的大小是解题的关键.先求出对称轴,再根据开口方向,点与对称轴的远近,判断函数值的大小即可.
【详解】解:由题意得对称轴,开口向下,点到对称轴越远,函数值越小,
.
6.(2026.北京市中考)在平面直角坐标系中,函数的图象经过点和.若,则________(填“”“”或“”).
【分析】先将二次函数解析式配方,得到抛物线的开口方向与对称轴,再根据二次函数的增减性,结合判断两点横坐标的位置,即可比较与的大小.
【详解】解:对函数解析式配方得,
,
抛物线开口向上,对称轴为直线,
当时,随的增大而增大,
,
,
.
7.已知点,点,均在抛物线上,若,求a的取值范围.
【分析】本题考查二次函数的增减性,根据,求出对称轴为,进而求出顶点的纵坐标为,根据,得到抛物线的开口向下,抛物线上的点离对称轴越远,函数值越小,列出不等式进行求解即可.
【详解】解:∵,
∴对称轴为,
∴当时的函数值为,
∵,
∴抛物线的开口向下,抛物线上的点离对称轴越远,函数值越小,
∴,
∴或
解得:.
8.(2026年安徽省中考)已知抛物线.
(1)求抛物线顶点的纵坐标;
(2)点,,()都在抛物线上.
(i)求的值;
(ⅱ)设为正整数,线段上横坐标为整数的点的个数为,请比较与的大小,并说明理由.
【分析】(1)根据抛物线解析式求出抛物线与轴的两个交点,再根据对称性代入对称轴横坐标,即可求出顶点纵坐标;
(2)(i)根据点的纵坐标,令求出,即可求出
(ⅱ)根据(i)求出,那么不可能超过,令,可知时,恒成立,故只用对依次分类讨论即可.
【详解】(1)解:令,求得抛物线与轴的两个交点为,
则抛物线的对称轴为,
把代入抛物线解析式得
解得,即为抛物线顶点的纵坐标.
(2)解:(i)令,可得,
即,
,
故解得,
;
(ⅱ)当时,;当时,.
理由如下:由(i)得,已知,显然成立,
令,解得,
也就是说,当时,恒成立,
故只用讨论的情形:
时,,故整数点只有,
,;
时,,故整数点有,
,;
时,,故整数点有,
,;
时,,故整数点有,
,;
时,,故整数点有,
,;
综上所述,当时,;当时,.
重难点四 图像判断a、b、c的符号以及简单代数式符号
主要方法: a:看开口方向; b:看对称轴位置:左同右异(对称轴在y轴左侧,a、b同号;对称轴在y轴右侧,a、b异号;对称轴是y轴,则b=0);c:抛物线与y轴交点纵坐标,交点在y轴正半轴c>0,负半轴c<0,过原点c=0.判断简单代数式:a+b+c、a-b+c符号(代入x=1、x=-1).
主要类型:给出抛物线草图,判断a、b、c以及a+b+c等式子正负. 特别注意:“左同右异”针对对称轴,不能记反符号.
1.当时,与的图象大致可以是( )
A.B.C. D.
【分析】根据题意,,分与两种情况讨论,分析选项可得答案.
【详解】解:根据题意,,当时,,开口向上,过原点,过一、二、三象限;此时,没有选项符合.
当时,,开口向下,过原点,过二、三、四象限;此时,选项符合.
故选:D.
2.已知:,且,则二次函数的图象可能是下列图象中的( )
A.B. C. D.
【分析】利用二次函数图象与各项系数符号的关系.
【详解】解:,,
,,
函数的图象开口方向向上,
当时,,
当时,.
故选:C.
3.如图所示的是二次函数(为常数,且)的图象,其对称轴为直线,且经过点,则下列结论错误的是( )
A. B. C. D.
【分析】本题考查根据二次函数图象判断式子的符号,先根据抛物线的开口方向、对称轴、与y轴的交点位置,确定a,b,c的符号,再根据时确定相关式子的符号,熟练掌握二次函数的图象和性质是解题的关键.
【详解】解:由图可知,抛物线开口向下,对称轴为直线,与y轴交于点,
,,,
,
,故B选项结合正确,不合题意;
由图可知,当时,
,故A选项结合正确,不合题意;
由图可知,当时,
,故C选项结合正确,不合题意;
,,
,故D选项结论错误,符合题意;
故选D.
4.(2026年黑龙江省齐齐哈尔市中考)如图所示的是二次函数(,,为常数,)的部分图象,其顶点坐标为,与轴交于点,与轴正半轴交于点().下列结论:①;②;③;④若点,()都在抛物线上,则;⑤若,则关于的方程的两根之和为.其中正确结论的个数是( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
【分析】先根据抛物线开口、对称轴、与y轴交点判定、、正负,判断①;利用抛物线对称性得到,结合点横坐标范围判断②;由顶点纵坐标公式变形推导验证等式判断③;计算两点到对称轴距离并作差比较远近,结合开口方向判断函数值大小得④;由推出,代入抛物线得到与、关系式,再借助韦达定理验证方程两根之和判断⑤,最后统计正确结论个数选出答案.
【详解】解:由二次函数图象可得:
抛物线开口向下,
;
顶点坐标为,则对称轴为直线,
由对称轴公式,
整理得,结合,得
;
抛物线与轴交于正半轴,
;
抛物线与轴正半轴交点满足.
,
,
故①错误
根据二次函数轴对称性质:对称轴为,则
将代入解析式:
把代入化简:
,说明直线在交点左侧,此位置抛物线图象在轴上方
,即
故②错误
∵顶点坐标为,
∴
故③正确
抛物线开口向下,点到对称轴越近,函数值越大.
点到对称轴的距离:
点到对称轴的距离:
平方作差比较距离大小:
,
,
即,得
点离对称轴更近,,
故④正确
由得,由得
,
,即,
将代入抛物线解析式:
,
设一元二次方程的两根为,由韦达定理:
,
将代入:
,
故⑤正确
综上所述正确结论一共有3个.故选C.
5.在平面直角坐标系中有四个点,其中恰好有三个点在二次函数的图象上,根据图中四点的位置,判断这四个点中在函数的图象上的三个点是_________.
【分析】根据抛的横坐标相同,可以判定不会同时在二次函数的图象上,再结合可知抛物线开口向下,即可得到答案.本题考查了二次函数图象上点的坐标特征,以及二次函数的性质,熟练掌握二次函数的性质是解题的关键.
【详解】解:由四点的位置可知,的横坐标相同,故不会同时在二次函数的图象上,
∵二次函数,
∴抛物线开口向下,
∴在函数的图象上的三个点是.
6.在平面直角坐标系中,二次函数的图象如图所示,现给以下结论:①;②;③;④;⑤(m为任意实数).其中错误结论的是_________.
【分析】主要考查二次函数图象与二次函数系数之间的关系,会利用对称轴的范围求与的关系,以及二次函数与方程之间的转换,根的判别式的熟练运用.由抛物线的开口方向判断与0的关系,由抛物线与轴的交点判断与0的关系,然后根据对称轴及抛物线与轴交点情况进行推理,进而对所得结论进行判断.
【详解】解:①由抛物线可知:,,
对称轴,
,
,故①正确;
②由对称轴可知:,
,
时,,
,
,故②正确;
③关于的对称点为,
时,,故③正确;
④抛物线与轴有两个交点,
,
即,
,故④错误;
⑤当时,的最小值为,
时,,
,
即,故⑤错误;
错误的结论是④⑤.
7.如图,抛物线与轴交于点,其对称轴为直线,结合图象给出下列结论,①;②:③时,随的增大而增大;④若关于的一元二次方程没有实数根,则;⑤对于任意实数,总有.其中正确的结论有_________.
【分析】本题考查二次函数的图象和性质,根据抛物线的开口方向、对称轴、顶点坐标、增减性以及与轴、轴的交点,综合判断即可.掌握二次函数的图象与系数之间的关系是解决问题的关键.
【详解】解:由图象可知:抛物线开口向上,则,对称轴,则,,
∴,所以①正确;
抛物线对称轴为,与轴的一个交点为,则另一个交点为,
于是有,联立,解得,
∴,所以②正确;
当图象在对称轴右侧,开口向上,随的增大而增大,所以③错误;
若关于的一元二次方程没有实数根,
即:,亦即,
∴,即:,亦即:,
∵,
∴,所以④正确;
对于任意实数,总有
,
故⑤正确.综上所述,正确的结论有:①②④⑤.
8.已知二次函数的图象如图所示抛物线的顶点坐标是,有下列结论;④若点在该抛物线上,则.其中正确的结论是_________.
【分析】本题考查二次函数图象与系数的关系、二次函数图象上点的坐标特征.根据二次函数的性质和函数图象,可以判断各个小题是否正确,从而可以解答本题.
【详解】解:∵抛物线开口向上,
∴,故①正确;
∵抛物线与x轴没有交点,
∴,故②错误;
由抛物线的顶点坐标是,可设抛物线为,
∵过点,
∴,解得,
∵,
∴,
∴,故③正确,
∵抛物线的最低点是,
∴若点在该抛物线上,则,故④正确.
正确的结论是①③④.
9.(2026年贵州中考)一元二次方程的两根分别是,,一元二次方程的两根分别是,,若,把,,,这四个数按从小到大的顺序用“”连接起来.
【分析】设,,根据方程的根的情况,判断抛物线与轴的交点个数,对称轴的位置,以及两条抛物线的开口大小,即可得出结果.
【详解】解:设,,
则两个函数都经过点,对称轴分别为和,
∵一元二次方程的两根分别是,,一元二次方程的两根分别是,,
∴,为抛物线与轴的交点的横坐标,,为抛物线与轴的交点的横坐标,
∵,
∴抛物线与抛物线的对称轴均在轴的左侧,
∴,,
∴,,
∴两条抛物线的开口向上,
∵,
∴抛物线的开口大于抛物线的开口,
∴,
∵两条抛物线与轴都有两个交点,
∴,,
∴,,
综上:.
重难点五 抛物线的对称性应用
主要方法:抛物线上纵坐标相等的两个点关于对称轴对称;两点横坐标的平均数等于对称轴;公式:若两点在抛物线上,则对称轴:;已知抛物线上一点,利用对称性求它的对称点坐标;表格题型:给表格部分x、y,利用对称性补全表格,求对称轴、顶点.
主要类型:①已知抛物线上两点纵坐标相同,求对称轴;②表格残缺,利用对称性补全信息求顶点.
特别注意:纵坐标相等才可以用对称,纵坐标不等不能套这个公式.
1.已知二次函数,当时,y随着x的增大而增大,当时,y随x的增大而减小,则h的值为( )
A. B. C.4 D.2
【分析】本题考查二次函数的性质.根据二次函数的增减性,进行判断即可.
【详解】解:∵,
∴,对称轴为,
∴在对称轴的左侧y随着x的增大而增大,在对称轴的右侧y随着x的增大而减小,
∵当时,y随着x的增大而增大,当时,y随x的增大而减小,
∴,
∴;
故选D.
2.关于x的二次函数,当时,y随x的增大而减小,则常数m满足的条件是( )
A. B. C. D.
【分析】本题考查了二次函数的增减性.解题的关键在于熟练掌握二次函数的图像性质,抛物线开口向上,在对称轴左边,随的增大而减小;抛物线开口向上,在对称轴右边,随的增大而增大. 本题根据题意确定对称轴,可知在对称轴左边,从而确定取值范围.
【详解】解:,
二次函数的对称轴是,且开口向上.
当时,随的增大而减小,
二次函数的对称轴在的右边.
.
.
故选C.
3.已知抛物线,与的部分对应值如表所示,下列说法错误的是( ).
A. B.当时,随的增大而减小
C.顶点坐标为 D.开口向下
【分析】根据二次函数的图象和性质逐一分析各选项即可.
【详解】解:由表可知,点和的纵坐标相同,
∴抛物线的对称轴为直线,顶点坐标为,
∵当时,最大,
∴抛物线开口向下,当时,随的增大而增大,
当与时,到对称轴的距离相等,
∴值相等,
∵时,,
∴时,.
故选:.
4.已知二次函数的图象与x轴有两个交点.若其中一个交点的坐标为,则另一个交点的坐标为 .
【分析】利用抛物线与轴两交点关于对称轴对称的性质求解,无需计算的值.
【详解】解:∵二次函数中,,
∴对称轴为直线,
∵抛物线与轴的两交点关于对称轴对称,其中一个交点为,
∴另一交点的横坐标为,
即坐标为.
5.已知抛物线,,,是抛物线上三点,则,,由小到大依序排列为 .
【分析】本题考查了二次函数图象上点的坐标特征,主要利用了二次函数的增减性和对称性,求出对称轴是解题的关键.求出抛物线的对称轴为直线,然后根据二次函数的增减性和对称性解答即可.
【详解】解:∵,,
∴抛物线的开口向上,对称轴为直线,
∴当,随的增大而增大,
∵关于直线的对称点是,
且,
∴.
6.如图,已知二次函数经过点、,与轴交于另一点,抛物线的顶点为.
(1)求出二次函数解析式;
(2)连接,求证:是直角三角形;
(3)在对称轴上是否存在点,使得的周长最小?若存在,求出点的坐标和的周长;若不存在,请说明理由.
【分析】
(1)把、代入,求出a和b的值,即可得出函数解析式;
(2)先求出点D和点B的坐标,根据两点之间的距离公式,求出,再根据勾股定理逆定理,得出为直角三角形即可;
(3)连接交抛物线对称轴于,连接,由,,知,由得抛物线对称轴是直线,而,关于抛物线对称轴对称,可知当、、共线时,最小,此时也最小,故此时的周长最小,设直线为,将,代入得直线为,令得,故.
【详解】(1)解:把、代入得:
,
解得:,
∴此二次函数解析式为;
(2)解:∵,
∴,此二次函数对称轴为直线,
∵,
∴,
∴,,,
∵,
∴为直角三角形;
(3)解:存在点,使的周长最小,
连接交抛物线对称轴于,连接,如图:
,,
,
由得抛物线对称轴是直线,
,关于抛物线对称轴对称,
,
,
而当、、共线时,最小,此时也最小,因,故此时的周长最小,
设直线为,将,代入得:
,解得,
直线为,
令得,
;
,,
∴的周长最小值为.
7.【问题背景】生活中常见的抛物线形音响,截面轮廓为抛物线的一部分.这类音响能让声音传播更远、音质更清晰,其声学效果与抛物线的形状密切相关.某学习小组计划研究这类音响的几何特征.
【初步探究】学习小组将这些不同抛物线形音响竖直置于桌面,抽象成如图1所示图形,点是音响的最低点,即抛物线的顶点;扩音口、在抛物线上,且关于抛物线的对称轴对称.经测量,发现这些抛物线形音响均满足:顶点到线段的距离为(单位:),扩音口宽度为(单位:).
为进一步探索不同音响轮廓的抛物线形状,各学习小组建立了不同的平面直角坐标系,并设点的坐标为,利用抛物线表达式(其中,,为常数,)对值进行了探究与求解.
(1)第一小组测得其中一个音响的扩音口宽度为,以抛物线的顶点为坐标原点建立了如图2所示的平面直角坐标系,求的值;
(2)【建立模型】第二小组经过观察探究发现:抛物线的形状完全由扩音口宽度决定,即和之间存在数量关系,请你帮小组求出和的数量关系;
(3)【应用模型】第三小组重新建立平面直角坐标系后,发现点的坐标为,,且当时,音响截面轮廓线对应抛物线上最低点与轴的距离为2,求此时的值.
【分析】(1)先求出点的坐标,再代入抛物线的解析式求解即可;
(2)先得出点的坐标,再代入抛物线的解析式求解即可;
(3)先求出点的坐标,则可得抛物线的解析式,再分两种情况:①和②,利用抛物线的增减性求出最小值,列式计算即可.
【详解】(1)解:由题意得:,,即,
∴抛物线的表达式为,
将点代入得:,
解得.
(2)解:∵点的坐标,
∴由题意得:点的坐标为,
将点代入得:,
解得.
(3)解:∵扩音口、在抛物线上,且关于抛物线的对称轴对称,
∴轴,
∵点的坐标为,顶点到线段的距离为,扩音口宽度为,
∴,,
∴抛物线的表达式为,
由(2)已得:,
∴,
∴抛物线的对称轴为直线,
①当时,
在内,当时,随的增大而减小;当时,随的增大而增大,
∴在内,当时,取得最小值,最小值为,
又∵当时,音响截面轮廓线对应抛物线上最低点与轴的距离为2,
∴,
解得,
∴;
②当时,
在内,随的增大而减小,
∴在内,当时,取得最小值,最小值为,
又∵当时,音响截面轮廓线对应抛物线上最低点与轴的距离为2,
∴,
解得,
∴;
综上,此时的值为或.
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重难点专题 二次函数图像与基本性质
重难点一 开口方向、开口宽(由a决定)
主要方法:根据a正负判断开口方向:a>0开口向上;a<0开口向下.|a|决定开口宽窄:|a|越大,开口越窄;|a|越小,开口越宽.已知开口方向求参数a的取值范围. 常见类型:给解析式直接判断开口;已知开口向上/向下,求字母参数范围;多个抛物线图像对比,比较|a|大小. 特别注意:只看a的符号,与b、c无关.
1.如图,是二次函数(,,是常数,且的图象,虚线是抛物线的对称轴.则一次函数的图象不经过( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
2.在“探索函数的系数a,b,c与图象的关系”活动中,老师给出了直角坐标系中的四个点:,,,.同学们探索了经过这四个点中的三个点的二次函数图象,发现这些图象对应的函数解析式各不相同,其中组成的二次函数图象a值最小的三点为( )
A.M,P,Q B.M,N,P C.N,P,Q D.M,N,Q
3.如图,抛物线与轴交于两点,线段,的端点坐标为,若抛物线与两条线段和总共有且仅有一个交点,则的取值范围为_____ ____.
4.已知二次函数(),记该函数在上的最大值为,最小值为.已知.
(1)当时,求的值.
(2)当,时,求的值.
(3)已知,(为整数),若为整数,求的值.
重难点二 对称轴、顶点坐标、最大(小)值
主要方法:一般式:,对称轴为,顶点纵坐标.对称轴为x=h,顶点为(h,k),直接读出最值k.最值判断:a>0,顶点为最小值;a<0,顶点为最大值. 主要类型:①一般式、顶点式互求对称轴与顶点;②已知函数有最大值或最小值,求参数;③顶点在x轴、y轴上,求字母的值.给定解析式求对称轴、顶点、最值;④已知顶点信息反求参数.
1.抛物线的顶点坐标是( )
A. B. C. D.
2.二次函数的最大值是( )
A. B. C.1 D.0
3.若抛物线的开口向下,顶点坐标为,则二次函数有( )
A.最小值 B.最大值 C.最小值2 D.最大值2
4.如图是抛物线的部分图像,其顶点坐标为 ,且与轴的一个交点在点和之间,下列结论错误的是( )
A. B.
C. D.一元二次方程有两个不相等的实数根
5.点在以y轴为对称轴的二次函数的图象上.则的最小值等于_____ ____.
6.已知抛物线经过点和点,求t的最小值.
重难点三 增减性(单调性)
主要方法:分清对称轴为分界线:a>0:对称轴左侧y随x增大而减小;右侧y随x增大而增大;a<0:对称轴左侧y随x增大而增大;右侧y随x增大而减小.给定自变量,比较函数值大小.
主要类型:①点在对称轴同侧,直接用增减性;②点在对称轴两侧,先算点到对称轴的距离再比较.指定x取值范围,判断增减变化.主要类型:①直接描述函数增减性;②给若干个点横坐标,比较大小(高频考题). 特别注意:增减性必须写明“在对称轴左侧/右侧”,不能笼统说y随x增大增大.
1.在抛物线上,有、、三点, 则、和的大小关系为( )
A. B. C. D.
2.已知抛物线,,,是抛物线上三点,则,,由小到大依序排列为( )
A. B. C. D.
3.若点,,是二次函数(,是常数,且)图象上的三个点,则,,的大小关系是( )
A. B. C. D.
4.(2026贵州中考)一元二次方程的两根分别是,,一元二次方程的两根分别是,,若,把,,,这四个数按从小到大的顺序用“”连接起来:_________.
5.二次函数的图象上三点,,,则的大小关_________.
6.(2026.北京市中考)在平面直角坐标系中,函数的图象经过点和.若,则________(填“”“”或“”).
7.已知点,点,均在抛物线上,若,求a的取值范围.
8.(2026年安徽省中考)已知抛物线.
(1)求抛物线顶点的纵坐标;
(2)点,,()都在抛物线上.
(i)求的值;
(ⅱ)设为正整数,线段上横坐标为整数的点的个数为,请比较与的大小,并说明理由.
重难点四 图像判断a、b、c的符号以及简单代数式符号
主要方法: a:看开口方向; b:看对称轴位置:左同右异(对称轴在y轴左侧,a、b同号;对称轴在y轴右侧,a、b异号;对称轴是y轴,则b=0);c:抛物线与y轴交点纵坐标,交点在y轴正半轴c>0,负半轴c<0,过原点c=0.判断简单代数式:a+b+c、a-b+c符号(代入x=1、x=-1).
主要类型:给出抛物线草图,判断a、b、c以及a+b+c等式子正负. 特别注意:“左同右异”针对对称轴,不能记反符号.
1.当时,与的图象大致可以是( )
A.B.C. D.
2.已知:,且,则二次函数的图象可能是下列图象中的( )
A.B. C. D.
3.如图所示的是二次函数(为常数,且)的图象,其对称轴为直线,且经过点,则下列结论错误的是( )
A. B. C. D.
4.(2026年黑龙江省齐齐哈尔市中考)如图所示的是二次函数(,,为常数,)的部分图象,其顶点坐标为,与轴交于点,与轴正半轴交于点().下列结论:①;②;③;④若点,()都在抛物线上,则;⑤若,则关于的方程的两根之和为.其中正确结论的个数是( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
5.在平面直角坐标系中有四个点,其中恰好有三个点在二次函数的图象上,根据图中四点的位置,判断这四个点中在函数的图象上的三个点是_________.
6.在平面直角坐标系中,二次函数的图象如图所示,现给以下结论:①;②;③;④;⑤(m为任意实数).其中错误结论的是_________.
7.如图,抛物线与轴交于点,其对称轴为直线,结合图象给出下列结论,①;②:③时,随的增大而增大;④若关于的一元二次方程没有实数根,则;⑤对于任意实数,总有.其中正确的结论有_________.
8.已知二次函数的图象如图所示抛物线的顶点坐标是,有下列结论;④若点在该抛物线上,则.其中正确的结论是_________.
9.(2026年贵州中考)一元二次方程的两根分别是,,一元二次方程的两根分别是,,若,把,,,这四个数按从小到大的顺序用“”连接起来.
重难点五 抛物线的对称性应用
主要方法:抛物线上纵坐标相等的两个点关于对称轴对称;两点横坐标的平均数等于对称轴;公式:若两点在抛物线上,则对称轴:;已知抛物线上一点,利用对称性求它的对称点坐标;表格题型:给表格部分x、y,利用对称性补全表格,求对称轴、顶点.
主要类型:①已知抛物线上两点纵坐标相同,求对称轴;②表格残缺,利用对称性补全信息求顶点.
特别注意:纵坐标相等才可以用对称,纵坐标不等不能套这个公式.
1.已知二次函数,当时,y随着x的增大而增大,当时,y随x的增大而减小,则h的值为( )
A. B. C.4 D.2
2.关于x的二次函数,当时,y随x的增大而减小,则常数m满足的条件是( )
A. B. C. D.
3.已知抛物线,与的部分对应值如表所示,下列说法错误的是( ).
A. B.当时,随的增大而减小
C.顶点坐标为 D.开口向下
4.已知二次函数的图象与x轴有两个交点.若其中一个交点的坐标为,则另一个交点的坐标为 .
5.已知抛物线,,,是抛物线上三点,则,,由小到大依序排列为 .
6.如图,已知二次函数经过点、,与轴交于另一点,抛物线的顶点为.
(1)求出二次函数解析式;
(2)连接,求证:是直角三角形;
(3)在对称轴上是否存在点,使得的周长最小?若存在,求出点的坐标和的周长;若不存在,请说明理由.
7.【问题背景】生活中常见的抛物线形音响,截面轮廓为抛物线的一部分.这类音响能让声音传播更远、音质更清晰,其声学效果与抛物线的形状密切相关.某学习小组计划研究这类音响的几何特征.
【初步探究】学习小组将这些不同抛物线形音响竖直置于桌面,抽象成如图1所示图形,点是音响的最低点,即抛物线的顶点;扩音口、在抛物线上,且关于抛物线的对称轴对称.经测量,发现这些抛物线形音响均满足:顶点到线段的距离为(单位:),扩音口宽度为(单位:).
为进一步探索不同音响轮廓的抛物线形状,各学习小组建立了不同的平面直角坐标系,并设点的坐标为,利用抛物线表达式(其中,,为常数,)对值进行了探究与求解.
(1)第一小组测得其中一个音响的扩音口宽度为,以抛物线的顶点为坐标原点建立了如图2所示的平面直角坐标系,求的值;
(2)【建立模型】第二小组经过观察探究发现:抛物线的形状完全由扩音口宽度决定,即和之间存在数量关系,请你帮小组求出和的数量关系;
(3)【应用模型】第三小组重新建立平面直角坐标系后,发现点的坐标为,,且当时,音响截面轮廓线对应抛物线上最低点与轴的距离为2,求此时的值.
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