内容正文:
第3章 二次函数
3.4 二次函数的图象与性质(第1课时)
上下平移与图象性质
数学新教材鲁教版 九年级上册
情境引入
从表格走向曲线
观察与理解
研究一个函数,先取有代表性的输入,再计算对应输出;将这些有序数对放入直角坐标系,可以直观观察变化规律。
推理与运用
本课的曲线要通过计算和描点得到。作图时注意取点的范围、坐标尺度以及曲线的光滑性。
情境引入
探究
函数中,取。预测两侧函数值的关系并计算验证。
答:两侧相等,均为;中间为。
两个平方中的值互为相反数,平方相同。
注意平方运算的作用范围,括号内先计算。
情境引入
确定研究对象
观察与理解
同一函数可以用表达式、表格与图象表示。表达式给出计算规则,表格提供作图坐标,图象把这些对应关系组织成整体。
推理与运用
从本课出发,依次观察曲线的形状、开口方向、对称性、特殊点和变化趋势。结论必须和表达式相互印证。
新知讲授
上下平移的规律
形状与位置
一般的,二次函数的图象是抛物线,它与抛物线的形状相同,只是位置不同。
平移规则
当时,将抛物线向上平移个单位,就得到抛物线;当时,将抛物线向下平移个单位,就得到抛物线。它的对称轴为轴,顶点坐标为。
新知讲授
相同横坐标处的差
观察与理解
比较与,不论输入是什么,第二个函数值总比第一个大1。所有点的纵坐标都增加1。
推理与运用
点的横坐标不变、纵坐标同时加同一个数,表示竖直平移,曲线形状和开口方向保持不变。
新知讲授
向下移动怎样写
观察与理解
把向下平移2个单位,得到。变化在平方项外,直接改变每个函数值。
推理与运用
负的平移量表示向下,但移动距离必须为正数。写“向下平移2个单位”,不能写负的距离。
新知讲授
顶点跟着整条曲线移动
观察与理解
的顶点是,向上或向下平移后,横坐标仍为0,纵坐标变为。对称轴保持为轴。
推理与运用
最值随顶点纵坐标改变,但左右两侧的增减规律仍由二次项系数符号决定。
新知讲授
同形不等于同一图象
观察与理解
二次项系数相同,开口方向和大小相同;常数项不同,竖直位置不同。两条曲线不是在所有位置重合。
推理与运用
比较两函数值时可以直接相减,差的绝对值就是竖直距离。注意纵坐标差的正负与谁在上、谁在下。
新知讲授
变化规律的分界不变
观察与理解
上下平移不改变对称轴,所以增减的分界仍是零。开口向上时左侧减小、右侧增大,向下时相反。
推理与运用
讨论函数值正负时,平移会改变曲线相对横轴的位置,不能照搬基本抛物线所有点同号的结论。
课堂练习
随堂练习 1
的图象与有什么关系?它是轴对称图形吗?写出开口方向、对称轴和顶点,并画图验证。
-2
-1
1
2
2
4
6
8
x
y
O
答:向下平移个单位;是;向上,,顶点。
各个输入的函数值都减少半个单位。
二次项系数为正,形状不变。
比较两个输入到对称轴的距离,相等距离对应相等函数值。
课堂练习
随堂练习 2
的图象与的图象有什么关系?
-2
2
-8
-6
-4
-2
2
x
y
O
答:前者向上平移1个单位得到后者。
两个表达式相减得到1。
顶点从移到。
跟踪顶点的新坐标,比只背符号更容易判断方向。
课堂练习
变式
对函数,求时的函数值。
-3
-2
-1
1
2
3
-2
2
4
6
8
x
y
O
答:依次为。
逐个代入;中心两侧距离相同的输入得到相同函数值。
依次做平方、乘2、加1,注意运算顺序。
课堂练习
变式
把中对应的三个点写成坐标,并在图中定位。
-3
-2
-1
1
2
3
-2
2
4
6
8
x
y
O
答:,,。
每个点的横坐标是输入,纵坐标是对应输出。
三个点的纵坐标比对应的均大1。
课堂练习
变式
点与,哪个在的图象上?
答:A在,B不在。
当时,唯一函数值是。
沿横轴从左向右读变化,精确数值用表达式核对。
课堂练习
变式
的图象上有点,求与它关于对称轴对称的点。
答:。
对称轴,两个横坐标的平均数等于。
先看横坐标,再判断图象的对称关系。
课堂练习
变式
说明的开口方向,并用平方项说明原因。
-3
-2
-1
1
2
3
-2
2
4
6
8
x
y
O
答:开口向上。
平方项非负,乘以后非负,故所有函数值不小于。
注意平方运算的作用范围,括号内先计算。
课堂练习
变式
写出的顶点坐标与对称轴。
-3
-2
-1
1
2
3
-2
2
4
6
8
x
y
O
答:顶点;对称轴。
顶点是一个点,要写坐标;对称轴是一条直线,要写直线方程。
比较两个输入到对称轴的距离,相等距离对应相等函数值。
课堂练习
变式
函数在时,随增大怎样变化?
-3
-2
-1
1
2
3
-2
2
4
6
8
x
y
O
答:函数值逐渐减小。
从左侧向中心靠近,平方中的绝对值逐渐减小。
注意平方运算的作用范围,括号内先计算。
课堂练习
变式
函数在时,随增大怎样变化?
-3
-2
-1
1
2
3
-2
2
4
6
8
x
y
O
答:函数值逐渐增大。
从中心向右远离,平方中的绝对值逐渐增大。
注意平方运算的作用范围,括号内先计算。
课堂练习
变式
对,比较与时的函数值。
答:前者小于后者。
对应值为与。
加同一个常数不改变大小关系,可先比较两个输入的平方。
课堂练习
变式
对,比较与时的函数值。
答:前者大于后者。
两点到对称轴的距离分别为3和1;先比平方,再考虑二次项系数符号。
比较两个输入到对称轴的距离,相等距离对应相等函数值。
课堂练习
变式
有最大值还是最小值?在什么输入处取得?
-3
-2
-1
1
2
3
-2
2
4
6
8
x
y
O
答:当时,最小值是。
平方项为零时达到极值;同时写出输入和输出。
注意平方运算的作用范围,括号内先计算。
课堂练习
变式
函数能否取到?
答:不能。
所有函数值不小于。
先找最小值1,再判断0是否能取到。
课堂练习
变式
在中,函数值为时,求。
答:或。
移项后除以二次项系数,得到平方等于4,再取正负两个根。
注意平方运算的作用范围,括号内先计算。
课堂练习
变式
的图象与直线交于哪里?
-3
-2
-1
1
2
3
-2
2
4
6
8
x
y
O
答:。
把代入,平方项为零。
比较两个输入到对称轴的距离,相等距离对应相等函数值。
课堂练习
变式
求图象与轴的交点。
答:。
纵轴上的点横坐标为零,代入即可。
沿横轴从左向右读变化,精确数值用表达式核对。
课堂练习
变式
有人把的五个描点依次用线段相连,作为整个函数图象。这样画是否准确?
-3
-2
-1
1
2
3
-2
2
4
6
8
x
y
O
答:不准确,应以光滑曲线连接。
二次函数图象是抛物线,五个点之间还有无数个对应点。
描点只确定位置,抛物线须用光滑曲线连接。
课堂练习
变式
对,当时,求函数值的最大值与最小值。
答:最小值,最大值。
区间包含顶点;再比较两个端点到对称轴的距离。
比较两个输入到对称轴的距离,相等距离对应相等函数值。
课堂练习
变式
计算在和时的值。
答:两个函数值均为。
两输入关于对称轴对称,只需计算其中一个。
比较两个输入到对称轴的距离,相等距离对应相等函数值。
课堂总结
上下平移与图象性质
形状
抛物线;系数符号决定开口。
位置
本例顶点,轴。
变化
以对称轴为界,分左右描述。
作图
定位顶点,成对取点,光滑连接。
注意
实际图象受变量范围限制。
针对训练
原创训练
的顶点坐标是什么?A.;B.;C.;D.。
答:A
令平方中的式子为零,确定顶点横坐标。
此时函数值为常数项,确定顶点纵坐标。
注意平方运算的作用范围,括号内先计算。
针对训练
原创训练
与开口方向相反的是哪一个?A.;B.;C.;D.。
答:B
二次项系数符号相反,开口方向才相反。
其他选项改变常数或不作改变,不会改变开口方向。
比较二次项系数的符号,上下平移不会改变开口方向。
针对训练
原创训练
中,当时,____。
答:。
平方中的值为3,平方为9。
再乘系数并加,得到结果。
注意平方运算的作用范围,括号内先计算。
针对训练
原创训练
对于,判断下列说法。
(1) 关于直线对称。
正确
相距对称轴相等的输入,平方项相同。
(2) 不同输入的函数值一定不同。
错误
关于对称轴对称的两点可以有相同函数值。
(3) 顶点纵坐标为。
错误
顶点纵坐标应为。
先看横坐标,再判断图象的对称关系。
针对训练
原创训练
中,求和时的值。
答:都为。
两输入到对称轴距离均为1.5。
平方项为2.25,乘再加。
比较两个输入到对称轴的距离,相等距离对应相等函数值。
针对训练
原创训练
中,比较与时的函数值。
答:前者小于后者。
比较平方4与9,再结合二次项系数符号。
两值分别为与,直接计算也可验证。
注意平方运算的作用范围,括号内先计算。
针对训练
原创训练
的函数值为,求自变量。
答:或。
先减去常数项,再除以二次项系数。
平方等于1,取正负两个值,再还原x。
注意平方运算的作用范围,括号内先计算。
针对训练
原创训练
画的草图,写出对称轴与最值。
-2
2
-9
-6
-3
3
6
9
x
y
O
答:对称轴;当时,最大值为。
先定位顶点与开口,再描一对对称点。
光滑连线,根据开口方向判断顶点对应最大或最小值。
比较两个输入到对称轴的距离,相等距离对应相等函数值。
针对训练
原创训练
某路面上刹车距离,v为速度。速度从20增至40时,距离变为原来的几倍?
答:4倍。
距离从8增至32;输入加倍,平方项变为4倍。
注意平方运算的作用范围,括号内先计算。
针对训练
原创训练
传感器输出。当与时,输出分别是多少?
答:与。
分别代入对应输入,按平方、乘法、加法顺序计算。
注意平方运算的作用范围,括号内先计算。
方法归纳
从表达式到图象
定位与作图
① 先找顶点和对称轴,再判断开口。
② 以轴为中心取对称点,使用同一刻度。
性质与验证
① 增减区间以对称轴为分界。
② 函数值比较结合开口与距轴距离。
③ 最值必须连同取得它的输入一起写出。
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