内容正文:
第27章 二次函数
27.2 二次函数的图像与性质
(第4课时)二次函数图像的平移与性质
九年级上册 数学(沪教版·五四制)
知识讲授
学习目标
会识图
读出,确定开口、对称轴和顶点。
会说明
把水平平移与竖直平移组合,解释图像变化。
会应用
判断增减性与最值,说明取值条件。
知识讲授
两种平移如何组合
水平移动
变为,顶点移到。
竖直移动
再变为,顶点移到。
复习引入
复习 先读准顶点
分别写出和的顶点。
答:分别为、。
解
令平方内的式子为零,找到顶点横坐标。
平方项为零时,常数项就是顶点纵坐标。
方法:先找平方为零的位置,再读外面的数。
注意:括号内的对应横坐标。
例题讲解
例 4
在同一平面直角坐标系中,分别画出二次函数和的图像,并指出这两条抛物线之间的关系.
-4
-3
-2
-1
1
2
3
-4
-3
-2
-1
1
2
原抛物线
平移后
答:两顶点为、,开口都向下。
解
原图取点、。
新图取点、、,平滑连线。
方法:先标顶点,再取成对的对称点。
注意:平移前后不变,开口大小也不变。
例题讲解
例 4
在同一平面直角坐标系中,分别画出二次函数和的图像,并指出这两条抛物线之间的关系.
-4
-3
-2
-1
1
2
3
-4
-3
-2
-1
1
2
原抛物线
平移后
答:可先向左平移个单位长度,再向上平移个单位长度。
解
原顶点先移到。
再移到,得到目标抛物线。
方法:跟踪顶点的横、纵坐标变化。
注意:水平向左对应,不能看见加号就向右。
环节归纳
两条等效平移路径
先水平后竖直
(1)。
(2)。
先竖直后水平
(1)。
(2)。
知识讲授
顶点与对称轴
一般地,抛物线的对称轴是直线,顶点是.
平方项为零时,。
顶点两个坐标分别是和。
知识讲授
平移关系
抛物线可由抛物线平移得到,平移的方向由、的符号决定,平移的距离由、的绝对值决定.
向左,向右。
向上,向下。
知识讲授
参数分别控制什么
看
正负决定开口方向;绝对值决定开口大小。
看
顶点为;先确定点的位置,再描述平移。
知识讲授
开口向上的变化规律
若,当时,函数值随着自变量的增大而减小;当时,函数值随着自变量的增大而增大;当时,函数值取到最小值,最小值为.
以直线为界,左降右升。
最小值在时取得。
知识讲授
开口向下的变化规律
若,当时,函数值随着自变量的增大而增大;当时,函数值随着自变量的增大而减小;当时,函数值取到最大值,最大值为.
以直线为界,左升右降。
最大值在时取得。
知识讲授
读增减性要有方向
沿轴读图
从左向右看,横坐标一直增大。
先分区间
说明或,不能说整条抛物线一直增大。
例题讲解
例 5
已知抛物线.
-2
-1
1
2
3
-2
-1
1
2
3
4
5
(1) 写出它的开口方向、对称轴和顶点;
(2) 在平面直角坐标系中画出这条抛物线;
(3) 判断函数有最大值还是最小值,并求自变量的相应取值.
解第(1)题:开口向上;对称轴;顶点。
;平方项在时为零。
方法:依次看、平方为零处、平方外常数。
注意:最值是顶点纵坐标,对应的自变量是顶点横坐标,不要混写。
例题讲解
例 5
已知抛物线.
-2
-1
1
2
3
-2
-1
1
2
3
4
5
(1) 写出它的开口方向、对称轴和顶点;
(2) 在平面直角坐标系中画出这条抛物线;
(3) 判断函数有最大值还是最小值,并求自变量的相应取值.
解第(2)题:取、、,描点连线。
先画顶点及对称点。
用平滑曲线连接,向两边延伸。
方法:依次看、平方为零处、平方外常数。
注意:最值是顶点纵坐标,对应的自变量是顶点横坐标,不要混写。
例题讲解
例 5
已知抛物线.
-2
-1
1
2
3
-2
-1
1
2
3
4
5
(1) 写出它的开口方向、对称轴和顶点;
(2) 在平面直角坐标系中画出这条抛物线;
(3) 判断函数有最大值还是最小值,并求自变量的相应取值.
解第(3)题:当时,有最小值。
,所以。
方法:依次看、平方为零处、平方外常数。
注意:最值是顶点纵坐标,对应的自变量是顶点横坐标,不要混写。
环节归纳
最值的两种解释
从图像观察
(1)开口向上,顶点最低。
(2)最低点纵坐标为。
从平方非负推导
(1)。
(2)时等号成立。
例题讲解
变式
例 5
的顶点与最大值是什么?
-2
-1
1
2
3
-3
-2
-1
1
2
3
4
答:顶点;当时,最大值为。
解
。
所以,平方项为零时取等号。
方法:负系数乘平方后非正。
注意:不能把开口向下函数的顶点称为最低点。
课堂练习
练习1
写出下列抛物线的开口方向、对称轴和顶点,并指出如何由抛物线平移得到它们.
(1)
(2)
解第(1)题
向上,轴,顶点;左移再下移。
平方内为零得。
解第(2)题
向上,轴,顶点;右移再上移。
平方内为零得。
方法:跟踪。
注意:横坐标为。
方法:跟踪。
注意:两式的都为。
课堂练习
练习2
将抛物线平移,使它的顶点移到点的位置,求所得的抛物线的表达式及其对称轴.
答:;对称轴。
解
平移不改变二次项系数。
使平方内在时为零,平方外加。
方法:用新顶点直接定位平方项。
注意:顶点横坐标对应。
课堂练习
练习3
写出二次函数图像的开口方向、对称轴、顶点以及图像的变化规律.判断此二次函数有最大值还是最小值,并求出自变量的相应取值.
-2
-1
1
2
3
4
5
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
答:开口向下;轴;顶点;左升右降。
解
,以为界。
时随增大而增大;时减小。
方法:先确定对称轴,再说明两侧变化。
注意:向右读图;不要遗漏区间条件。
课堂练习
练习3
写出二次函数图像的开口方向、对称轴、顶点以及图像的变化规律.判断此二次函数有最大值还是最小值,并求出自变量的相应取值.
答:当时,函数取得最大值。
解
,所以。
当且仅当时等号成立。
方法:用非正平方项核对图像结论。
注意:最大值也可能是负数。
知识讲授
对称点的等值关系
到轴距离相同
若两点关于对称,则横坐标之和为。
函数值相同
代入可见,两侧等距点的函数值相同。
课堂练习
辨析 顶点信息不能混淆
(1)的对称轴为。
错
理由:平方项为零时。
(2)开口向下的抛物线一定有最大值。
对
理由:在全体实数范围内,顶点最高。
(3)平移会改变抛物线的开口大小。
错
理由:平移保持不变。
方法:用平方为零的位置核查顶点。
注意:最值结论默认自变量取全体实数。
课堂小结
二次函数
平移与性质
参数识别
先看的符号判断开口;令平方内为零确定顶点横坐标,再读平方外的常数。
平移定位
把原顶点移到,据此写出水平、竖直方向及各自的距离。
图像变化
先标对称轴,再从左向右看图;向上左降右升,向下左升右降。
最值说明
顶点纵坐标为最值;向上取最小值,向下取最大值,并写出对应的。
特别提醒:注意括号内符号;最值与自变量不能混写。
针对训练
训练1 选择:识别顶点
抛物线的顶点为( )。
A. B. C. D.
答:B。
解
得。
平方项为零时。
方法:先求使平方项为零的。
注意:横坐标要变号,纵坐标直接读。
针对训练
训练2 填空:开口和最值
分别填写对称轴及最值。
(1)
(2)
解第(1)题
轴;最小值。
,顶点。
解第(2)题
轴;最大值。
,顶点。
方法:读顶点后判开口。
注意:需写时取得。
方法:负平方项不大于零。
注意:最大值不是。
针对训练
训练3 判断并说明理由
(1)在时随增大而减小。
对
理由:开口向上,在对称轴左侧下降。
(2)在时随增大而增大。
错
理由:开口向下,轴右侧下降。
(3)没有最大值。
对
理由:开口向上,函数值可不断增大。
(4)的最大值是。
错
理由:是相应横坐标,最大值是。
方法:每句话先定位对称轴与所给区间。
注意:区分最大值和取得最大值时的。
针对训练
训练4 读图:最高点的信息
图示抛物线的顶点为,开口向下。写出对称轴、最大值及右侧的变化规律。
-1
1
2
3
4
-2
-1
1
2
3
4
5
答:轴;最大值;时,随增大而减小。
解
对称轴穿过顶点且平行于轴。
图像从顶点向右下降。
方法:从顶点读轴和最值,从右支读变化。
注意:题图未给,无需猜测精确表达式。
针对训练
训练5 描点:先取关键点
在平面直角坐标系中画出的图像,并标出顶点和一组对称点。
-4
-3
-2
-1
1
-3
-2
-1
1
2
3
4
5
6
答:顶点;一组对称点为、。
解
时,。
在顶点两侧各取距离的横坐标,得同一纵坐标。
方法:以顶点为中心,成对选点。
注意:先算点,后画平滑曲线。
针对训练
训练5 描点:核对图像
在平面直角坐标系中画出的图像,并标出顶点和一组对称点。
-4
-3
-2
-1
1
-3
-2
-1
1
2
3
4
5
6
答:图像开口向上,轴,最低点为。
解
再验、,检查两侧对称。
连线应光滑经过所有点。
方法:用两组对称点控制曲线形状。
注意:不能把抛物线画成折线。
针对训练
训练6 平移:由旧式写新式
以为原图。
(1) 向左平移个单位,再向上平移个单位。
(2) 向右平移个单位,再向下平移个单位。
解第(1)题
。
顶点。
解第(2)题
。
顶点。
方法:只移动顶点,保留。
注意:应从旧顶点出发。
方法:由终点回写表达式。
注意:右移后是。
针对训练
训练7 比较:同侧两点
点、在上,比较。
答:。
解
,且两点都在轴右侧。
开口向下,右侧随增大而减小。
方法:先判断两横坐标是否位于轴同侧。
注意:不可只凭就比较函数值。
针对训练
训练8 参数:从顶点倒推
的顶点为,求并写出平移过程。
答:;由左移、上移。
解
。
逐个对应坐标,得。
方法:把顶点写成坐标等式再比较。
注意:顶点横坐标是。
针对训练
训练9 对称:不展开也能求值
在时的函数值为。求另一横坐标,使函数值仍为。
答:。
解
轴为,到轴距离为。
另一点在右侧,横坐标为。
方法:用到对称轴距离相等。
注意:“另一”点不能仍写。
针对训练
训练10 说明:代数推理
说明的最小值,并给出图像与代数两种理由。
答:当时,最小值为。
解
,所以。
等号在时成立。
方法:用不等式说明所有函数值的下界。
注意:仅算出一个不能证明它最小。
针对训练
训练10 说明:图像解释
说明的最小值,并给出图像与代数两种理由。
-6
-5
-4
-3
-2
-1
-6
-5
-4
-3
-2
-1
1
2
3
答:抛物线开口向上,顶点最低。
解
,顶点是最低点。
顶点纵坐标为,横坐标为。
方法:把最低点的两个坐标分别解释。
注意:图像理由也应说明开口向上。
针对训练
训练11 应用:最高高度
某喷泉水流高度满足,。以喷口所在水平地面上的点为原点,轴水平向右,轴竖直向上,单位均为米。求最高高度及其水平位置,并比较与处的高度。
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
4
答:最高高度米,位于水平位置米处。
解
顶点为,且在内。
开口向下,顶点对应最高位置。
方法:先检查顶点是否在实际范围内。
注意:高度读纵坐标,水平位置读横坐标。
针对训练
训练11 应用:等高位置
某喷泉水流高度满足,。以喷口所在水平地面上的点为原点,轴水平向右,轴竖直向上,单位均为米。求最高高度及其水平位置,并比较与处的高度。
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
4
答:两处等高,均为米。
解
与到对称轴的距离都是。
代入得。
方法:先用对称性判断,再代入核算。
注意:图像只取水流实际范围。
针对训练
训练12 应用:最小误差
一个装置的误差指标,工作时间的单位为分钟,,无量纲。求最小误差及相应时间,并比较与时的误差。
答:最小误差为,在分钟时取得。
解
平方项非负;在工作范围内。
因此,且能取到等号。
方法:非负平方项和实际范围一起检查。
注意:无量纲,不能写成分钟。
针对训练
训练12 应用:比较两种状态
一个装置的误差指标,工作时间的单位为分钟,,无量纲。求最小误差及相应时间,并比较与时的误差。
答:,,所以时误差较小。
解
、在顶点两侧,先比较到的距离。
距离分别为、,或代入算得。
方法:跨轴比较可用到轴距离或直接代入。
注意:不能跨越对称轴直接套单侧增减性。
方法总结
复合平移与最值:两条主线
顶点定位法
(1)先读及顶点。
(2)由顶点写对称轴、平移和最值。
(3)比较函数值时先判断在轴哪一侧。
平方分析法
(1)令平方内为零,找到等号位置。
(2)用平方非负及的符号判断上下界。
(3)实际问题再检查范围和单位。
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