内容正文:
第1章 二次函数
1.3 二次函数的性质(第1课时)
二次函数的增减性与最大值最小值
数学新教材浙教版 九年级上册
情境引入
篮球飞行中的最高位置
问题背景
篮球投出后沿抛物线的一段运动。我们已会找顶点,现在要研究函数值怎样变化,怎样确定最高或最低位置。
观察任务
比较开口向上和开口向下的图象:从左到右看,函数值在顶点两侧怎样变化?
合作学习
观察
观察图中的两个开口向上的二次函数图象:(1)当自变量增大时,函数值怎样变化?(2)顶点是最高点还是最低点?
-4
-2
2
4
6
-10
-8
-6
-4
-2
2
4
6
x
y
O
答:顶点左侧,函数值随增大而减小;右侧随增大而增大;顶点最低。
图中顶点为。
顶点为。
合作学习
观察
观察图中的两个开口向下的二次函数图象,回答相同问题,并说出哪一个系数决定开口方向。
2
4
6
-8
-6
-4
-2
2
x
y
O
答:顶点左侧函数值随增大而增大;右侧随增大而减小;顶点最高。
二次项系数a的符号决定开口方向。
图中两条曲线的都小于0。
新知讲授
函数的最大值与最小值
概念
在自变量的取值范围内,函数值满足(或),且等号能成立,我们就说函数有最大值(或最小值).
注意成立条件
既要所有函数值不超过(或不小于),还要存在允许的自变量使等号成立。
图上的含义
开口向上的整条抛物线有最低点;开口向下的整条抛物线有最高点。
新知讲授
a大于0时的性质
增减性
当时,随的增大而减小;当时,随的增大而增大.
最小值
当时,达到最小值:;无最大值.
-2
2
4
-4
-2
2
4
6
x
y
O
新知讲授
a小于0时的性质
增减性
当时,随的增大而增大;当时,随的增大而减小.
最大值
当时,达到最大值:;无最小值.
-2
2
4
-6
-4
-2
2
4
x
y
O
新知讲授
图象与x轴交点的三种情况
令函数值为0
交点横坐标满足。交点个数与这个方程的实数根个数一致。
判别情况
:两个交点;:一个交点;:没有交点。
图中对照
、、分别展示两个、一个和没有交点的情形。
-2
-1
1
2
-2
-1
1
2
3
4
5
x
y
O
例题讲解
例
已知函数。
(1)求函数图象的顶点坐标、对称轴,以及图象与坐标轴的交点坐标,并画出函数的大致图象;
(2)自变量在什么范围内时,随的增大而增大?何时随的增大而减小?并求出函数的最大值或最小值。
答:顶点,对称轴。
。
,。
例题讲解
例
已知函数。
(1)求函数图象的顶点坐标、对称轴,以及图象与坐标轴的交点坐标,并画出函数的大致图象;
(2)自变量在什么范围内时,随的增大而增大?何时随的增大而减小?并求出函数的最大值或最小值。
答:与轴交于;与轴交于、。
令,得。
令,化为,解得或1。
例题讲解
例
已知函数。
(1)求函数图象的顶点坐标、对称轴,以及图象与坐标轴的交点坐标,并画出函数的大致图象;
(2)自变量在什么范围内时,随的增大而增大?何时随的增大而减小?并求出函数的最大值或最小值。
-15
-10
-5
-10
-5
5
10
15
20
25
30
35
x
y
O
A
B
C
D
答:先标出顶点和三个坐标轴交点,再画大致图象。
,图象开口向下;以为对称轴。
两零点的中点为,与顶点横坐标一致。
例题讲解
例
已知函数。
(1)求函数图象的顶点坐标、对称轴,以及图象与坐标轴的交点坐标,并画出函数的大致图象;
(2)自变量在什么范围内时,随的增大而增大?何时随的增大而减小?并求出函数的最大值或最小值。
-15
-10
-5
-10
-5
5
10
15
20
25
30
35
x
y
O
A
B
C
D
答:时递增,时递减;最大值为32,无最小值。
开口向下,顶点左侧上升、右侧下降。
当时达到最大值32。
课内练习
练习1
已知函数。
(1)求函数图象的顶点坐标、对称轴和与坐标轴交点的坐标,并画出函数的大致图象;
(2)记当时对应的函数值分别为,试比较的大小。
-2
2
4
6
-8
-6
-4
-2
2
4
6
8
x
y
O
P
答:顶点,对称轴。
配方:。
与轴交点为,与轴交点为。
课内练习
练习1
已知函数。
(1)求函数图象的顶点坐标、对称轴和与坐标轴交点的坐标,并画出函数的大致图象;
(2)记当时对应的函数值分别为,试比较的大小。
-2
2
4
6
-8
-6
-4
-2
2
4
6
8
x
y
O
P
答:。
因为,三点都在对称轴左侧或轴上。
这一侧随增大而减小,因此。
课内练习
练习2
求下列函数的最大值(或最小值)和对应的自变量的值。
(1) 。
(2) 。
(1) 答:最小值,此时。
,因,有最小值。
(2) 答:最大值,此时。
。
新知讲授
在同一侧比较函数值
先找轴
对,对称轴是。
再判区间
若比较的横坐标都不大于1.5,就处在同一段递减区间;不能把“x越大y越大”当作通用规则。
跨轴时的办法
先借助对称性移到同一侧,或直接代入求值;比较时要说明依据。
-2
2
4
6
-8
-6
-4
-2
2
4
6
8
x
y
O
P
新知讲授
图象与方程的联系
从函数到方程
令,求得的是二次函数图象与轴交点的横坐标。
从方程到图象
把方程左边看作函数,观察图象与轴是否相交,可判断实数根的个数。
例题中的核对
,两个交点横坐标的中点是,恰在对称轴上。
-15
-10
-5
-10
-5
5
10
15
20
25
30
35
x
y
O
A
B
C
D
课堂总结
二次函数的性质
找对称轴
,分清顶点两侧
看增减
a正先减后增;a负先增后减
找最值
顶点纵坐标给出相应最大值或最小值
求交点
令x=0求纵轴交点;令y=0求横轴交点
针对训练
判断
判断下列说法是否正确。
若,总随的增大而增大。
×。
开口向上时,顶点左侧函数值随x增大而减小。
每个二次函数都在顶点取得最大值。
×。
需再结合二次项系数;开口向上时顶点给出最小值。
抛物线与x轴有两个交点,对应方程就有两个不相等实根。
√。
交点横坐标就是方程的实数根。
区间与开口方向要一起看。
针对训练
训练1
函数:(1)写出递增、递减的自变量范围;(2)求最大值;(3)求与轴交点。
-2
-1
1
2
3
4
-2
-1
1
2
3
4
5
x
y
O
答:时递增,时递减;最大值4;交点。
配方:。
令,得。
用同一个顶点式同时核对轴、最值及对称性。
针对训练
训练2
求的最小值,并比较时三个函数值的大小。
答:最小值2,;对应函数值为14,5,5。
;与0关于对称,函数值相同。
直接核算,。
跨对称轴的比较可先找对称点。
针对训练
应用1
在某次竖直上抛的有效运动时间秒内,高度模型为(米)。(1)何时高度最高,最高多少?(2)第1秒到第2秒,高度怎样变化?
1
2
3
4
5
10
15
20
t / s
h / m
O
答:2秒时最高21m;1秒到2秒高度增大。
,且在有效时间内。
第1秒到第2秒处在顶点左侧的递增区间。
检查顶点对应时间是否在实际范围内。
针对训练
应用2
某装饰拱形的截面高度为,,单位为米。(1)求拱顶的位置和高度;(2)距左端1m和5m处的高度各是多少,为什么相同?
2
4
6
2
4
6
8
10
x / m
h / m
O
答:拱顶,高9m;两处均为5m。
,顶点给出最高位置。
关于对称;代入两次都得5。
对称性能简化同一高度或函数值的比较。
方法总结
本课方法归纳
由图象判性质
① 先确定开口和对称轴。
② 在顶点两侧分别判断增减。
③ 顶点纵坐标给出相应最值。
由条件求值与交点
① 实际问题先写自变量范围。
② 横轴交点用y=0列方程。
③ 跨轴比较优先找对称点。
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