内容正文:
第二十六章 二次函数
26.2.2 二次函数 y=a(x−h)² 的图象和性质(教学设计)
一、教学目标(核心素养导向)
1.会用描点法画二次函数 y=a(x−h)2 的图象,体会数形结合的思想与方法,并掌握它的开口方向、对称轴、顶点坐标、最值及函数的增减性;
2.理解抛物线 y=a(x−h)2 与 y=ax2 之间的位置关系,掌握 y=a(x−h)2 的图象的平移规律;
3.在探索 y=a(x−h)2 图象和性质的过程中,进一步运用数形结合的思想与方法解决问题。
二、教学重点
会画二次函数 y=a(x−h)2 的图象。
三、教学难点
掌握二次函数 y=a(x−h)2 的性质并会应用它解决问题。
四、教学过程
活动一:复习铺垫,引出新课
【复习导入】
1.填表回顾二次函数 y=ax2+k 在不同 a、k 取值下的图象特征:
y=ax2+k
a>0,k>0
a>0,k<0
a<0,k<0
a<0,k>0
开口方向
向上
向上
向下
向下
对称轴
y 轴
y 轴
y 轴
y 轴
顶点坐标
(0,k)
(0,k)
(0,k)
(0,k)
增减性
x<0 递减,x>0 递增
x<0 递减,x>0 递增
x<0 递增,x>0 递减
x<0 递增,x>0 递减
最值
最小值 k
最小值 k
最大值 k
最大值 k
2.二次函数 y=ax2+k(a≠0)与 y=ax2(a≠0)的图象有何关系?
【参考答案】1.见上表。2.y=ax2+k 的图象可以由 y=ax2 的图象向上(k>0)或向下(k<0)平移 |k| 个单位得到,即“上加下减”。
3.函数 y=a(x−h)2 的图象,能否也可以由函数 y=ax2 平移得到?
【教学建议】动态演示 k 值变化,组织分组讨论,重点强化“上加下减”的平移规律,注意区分正负 k 对应的方向。
【设计意图】复习旧知,通过对比填表引导学生自主发现图象上下平移的规律,渗透类比与数形结合思想。
活动二:平移探究,形成新知
探究点1 二次函数 y=a(x−h)2 的图象和性质
探究:
(1) 在同一平面直角坐标系中,画出二次函数 y=−(x+1)2,y=−(x−1)2 的图象,并分别指出它们的开口方向、对称轴和顶点。
(2) 这两条抛物线与抛物线 y=−x² 有什么关系?
列表如下:
x
…
−4
−3
−2
−1
0
1
2
…
y=−(x+1)2
…
−4.5
−2
−0.5
0
−0.5
−2
−4.5
…
x
…
−2
−1
0
1
2
3
4
…
y=−(x−1)2
…
−4.5
−2
−0.5
0
−0.5
−2
−4.5
…
描点、连线,如图所示:
【参考答案】(1) y=−(x+1)² 的图象开口向下,对称轴是直线 x=−1,顶点是 (−1,0);y=−(x−1)² 的图象开口向下,对称轴是直线 x=1,顶点是 (1,0)。(2) 把抛物线 y=−x² 向左平移 1 个单位得到 y=−(x+1)²,向右平移 1 个单位得到 y=−(x−1)²,三条抛物线形状相同,只是位置不同。
想一想:通过上述例子,得出函数 y=a(x−h)² 的图象特征和性质是什么?
抛物线
开口方向
对称轴
顶点坐标
y=−(x+1)2
向下
直线 x=−1
(−1,0)
y=−(x−1)2
向下
直线 x=1
(1,0)
做一做:根据图象回答下列问题:
(1) 顶点都是最____点,函数都有最____值,都为_______;
(2) 函数的增减性:_______________________。
【参考答案】(1) 低(高)——本题两条抛物线开口向下,顶点都是最高点,函数都有最大值,都为 0;(2) 以 y=−(x−1)² 为例:当 x<1 时,y 随 x 的增大而增大;当 x>1 时,y 随 x 的增大而减小(y=−(x+1)² 以 x=−1 为分界,规律相同)。
想一想:函数 y=a(x−h)2(a>0)的性质是什么?函数 y=a(x−h)2(a<0)的性质又是什么?
归纳总结
y=a(x−h)2
a>0
a<0
开口方向
向上
向下
对称性
对称轴是直线 x=h
对称轴是直线 x=h
顶点
(h,0),是最低点
(h,0),是最高点
最值
最小值 0
最大值 0
增减性
x<h 时递减,x>h 时递增
x<h 时递增,x>h 时递减
【教学建议】让学生动手描点作图,结合动画演示平移过程,强调“左加右减”这一易错点;引导学生对比 a 正负的异同,重点强调对称轴位置由 h 决定,避免符号错误。
【设计意图】通过描点画图、对比观察,让学生自主发现左右平移规律,深化对“左加右减”的理解;再从具体实例归纳一般性质,培养由特殊到一般的抽象概括能力。
探究点2 二次函数 y=ax2 与 y=a(x−h)2 的图象的关系
想一想2:抛物线 y=−(x+1)2,y=−(x−1)2 与抛物线 y=−x2 有什么关系?
【参考答案】抛物线 y=−x² 向左平移 1 个单位得到 y=−(x+1)²,向右平移 1 个单位得到 y=−(x−1)²;反过来,y=−(x+1)² 向右平移 1 个单位、y=−(x−1)² 向左平移 1 个单位都回到 y=−x²。
要点归纳:二次函数 y=a(x−h)2 与 y=ax2 的图象的关系(a≠0)可以看作由平移得到(h>0):y=ax2 向右平移 h 个单位得到 y=a(x−h)2;y=ax2 向左平移 h 个单位得到 y=a(x+h)2。左右平移规律:自变量左加右减,括号外不变。
对应练习
在同一平面直角坐标系中,画出下列二次函数的图象:y=x2,y=(x+2)2,y=(x−2)2。指出三条抛物线的位置关系,并分别指出它们的开口方向、对称轴和顶点,以及随着 x 的增大,y 的变化情况。
【参考答案】三条抛物线形状相同,顶点分别为 (0,0)、(−2,0)、(2,0),可看作 y=x² 左右平移得到(作图略)。开口都向上;对称轴依次为 y 轴、直线 x=−2、直线 x=2;增减性:y=x² 在 x<0 时递减、x>0 时递增;y=(x+2)² 在 x<−2 时递减、x>−2 时递增;y=(x−2)² 在 x<2 时递减、x>2 时递增。
活动三:变式训练,深化理解
1.抛物线 y=3(x−2)2 可以由抛物线 y=3x2 向_______平移_______个单位得到。
2.二次函数 y=−2(x−1)2 的图象开口方向是_______,顶点坐标是_______,对称轴是_______。
3.要得到抛物线 y=(x−4)2,可将抛物线 y=x2( )。
A.向上平移 4 个单位 B.向下平移 4 个单位
C.向右平移 4 个单位 D.向左平移 4 个单位
4.写出下列各组函数图象的开口方向、对称轴和顶点:
(1)y=−(x+2)2;(2)y=3(x−1)2。
5.若 A(−,y₁),B(−,y₂),C(,y₃) 为二次函数 y=(x−2)² 图象上的三点,则 y₁,y₂,y₃ 的大小关系为__________。
6.顶点为 (−5,0),且开口方向、形状与函数 y=−x2 图象相同的抛物线是( )。
A.y=−(x−5)2 B.y=−x2−5 C.y=−(x+5)2 D.y=(x−5)2
7.在同一平面直角坐标系中,一次函数 y=ax+c 和二次函数 y=a(x+c)2 的图象可能为( )。
【参考答案】1.右;2。2.向下;(1,0);直线 x=1。3.C(自变量左加右减,x−4 说明向右平移 4 个单位)。4.(1) 开口向下,对称轴是直线 x=−2,顶点 (−2,0);(2) 开口向上,对称轴是直线 x=1,顶点 (1,0)。5.抛物线 y=(x−2)² 开口向上,对称轴是直线 x=2,三点到对称轴的距离依次为:|−3.25−2|=5.25,|−0.75−2|=2.75,|0.25−2|=1.75,距离越远函数值越大,所以 y₁>y₂>y₃。6.选 C。顶点 (−5,0) 对应解析式 y=a(x+5)²,与 y=−x² 同形且开口向下取 a=−1,故 y=−(x+5)²。7.选 D。a>0 时抛物线开口向上、直线上升,且抛物线对称轴 x=−c 与直线 y 轴交点 (0,c) 符号对应一致;a<0 时开口向下、直线下降,逐一检验只有 D 中两图象的 a、c 符号同时自洽。
【教学建议】重点讲解第 5、7 题的易错点,引导学生用“点到对称轴的距离”比较函数值大小,结合排除法判断图象。
【设计意图】通过分层练习巩固平移规律与图象性质,强化“左加右减”口诀,提升学生灵活运用的能力。
活动四:归纳反思,布置作业
【随堂训练】随堂完成《练习册》“随堂小练”中本课时的配套题目,做完后小组内核对答案。
【课堂总结】结课前,师生共同结合思维导图回顾本节课,提问引导学生梳理:
1.二次函数 y=a(x−h)2 的图象是由 y=ax2 怎样平移得到的?平移规律是什么?
2.函数 y=a(x−h)2 的对称轴和顶点坐标分别是什么?
3.a 的正负对开口方向、最值和增减性分别有什么影响?
【参考答案】1.向右平移 h 个单位得到 y=a(x−h)²,向左平移 h 个单位得到 y=a(x+h)²,规律是“自变量左加右减,括号外不变”。2.对称轴是直线 x=h,顶点坐标是 (h,0)。3.a>0 时开口向上,顶点是最低点,最小值 0,x<h 递减、x>h 递增;a<0 时开口向下,顶点是最高点,最大值 0,x<h 递增、x>h 递减。
【知识结构】
【作业布置】
1.教材习题 26.2 中与本节相关的题目;
2.《同步练习》本课时对应训练。
五、板书设计
二次函数 y=a(x−h)² 的图象与性质
平移规律:左加右减(括号内)
y=ax² 向右平移 h 个单位 → y=a(x−h)²;y=ax² 向左平移 h 个单位 → y=a(x+h)²
图象性质:对称轴是直线 x=h;顶点是 (h,0);
a>0:开口向上,有最小值 0;a<0:开口向下,有最大值 0。
六、教学反思
本节课把描点作图与动态演示结合起来,学生较好地掌握了“左加右减”的平移规律,但仍有部分学生对 h 的正负与平移方向分辨不清,需要在后续练习中加强对比训练。整体课堂节奏适中,探究活动充分,学生参与度较高。
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