2018版高中数学人教B版必修一学案:第二单元 2.2.1 一次函数的性质与图象 Word版含答案
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高中数学学习材料(灿若寒星精心整理制作)第二章第二单元一次函数和二次函数1.一次函数(1)一次函数的概念函数叫做一次函数,它的定义域是R,值域为R.一次函数的图象是,其中k叫做该直线的,b叫做该直线在y轴上的.一次函数又叫.(2)一次函数的性质①函数的改变量Δy=与自变量改变量Δx=的比值等于,k的大小表示直线与x轴的.②当k>0时,一次函数是;当k<0时,一次函数是.③当b=0时,一次函数为,是;当b≠0时,它.④直线y=kx+b与x轴的交点为,与y轴的交点为。
2.二次函数(1)函数y=ax2+bx+c(a≠0)叫做,它的定义域为R.(2)二次函数的性质与图象图象函数性质a>0 a<0 定义域x∈R值域a>0 a<024[,)4ac bya-∈+∞24(,]4ac bya-∈-∞奇偶性b=0时为偶函数,b≠0时既非奇函数也非偶函数单调性a>0 a<0(,],2bxa∈-∞-时递增[,)2bxa∈-+∞时递减(,],2bxa∈-∞-时递减[,)2bxa∈-+∞时递增图象特点()()241:;2:(,)224b b ac b x a a a-=--对称轴顶点 最值抛物线有最低点, 当2bx a=-时,y 有最小值2min44ac b y a-=抛物线有最高点, 当2bx a=-时,y 有最大值2max44ac b y a-=(3) 配方法将二次函数y =ax 2+bx +c 配成顶点式y =x (a(-)h)2+k 来求抛物线的顶点和函数y 的最值问题.配方法是研究二次函数的主要方法,熟练地掌握配方法是掌握二次函数性质的关键,对一个具体的二次函数,通过配方就能知道这个二次函数的主要性质.(4)二次函数解析式的三种形式 ①一般式:f (x )= ax 2+bx+c(a ≠0) .②顶点式:f(x)= f(x)=a(x-h)2+k (a ≠0) ,(k ,h)为顶点坐标. ③两根式:f(x)=a(x-x 1)(x-x 2)(a ≠0) , x 1、x 2为两实根. 3.待定系数法一般地,在求一个函数时,如果知道这个函数的一般形式,可先把所求函数写为一般形式,其中系数待定,然后再根据题设条件求出这些待定系数. 这种通过求待定系数来确定变量之间关系式的方法叫做待定系数法。
2.2.1 一次函数的图象与性质错误!
-m-2,若它的图象经过原点,则m= ; 若点(0 ,3 在它的图象上,则m = ;若它的图象经过一、二、四象限,则m
大显身手
1、已知一次函数=1-2mm-1 , 求满足下列条件的m的值:
(1)函数值随的增大而增大;
(2)函数图象与轴的负半轴相交;
(3)函数的图象过第二、三、四象限;
(4)函数的图象过原点。
2 对于一次函数= 3, 当1≤≤4时, 的取值范围是___________
六、课堂小结
1会画一次函数的图象
2一次函数的图象与性质,常数,b的意义和作用
3数形结合的思想与方法
4进一步体验研究函数的一般思路与方法
七作业:课后练习A。
示范教案整体设计教学分析一次函数是全面介绍函数的开始.由于学生对一次函数已经有了认识基础,学起来会比较顺利.因此,在实际教学中可以适度综合和抽象,提出一些带有思考性质的综合性问题.三维目标1.理解掌握一次函数的概念、图象和性质,提高学生分析问题的能力,培养数形结合的思想.2.能够解决与一次函数有关的问题,提高学生解决问题的能力.重点难点教学重点:一次函数的性质与图象.教学难点:一次函数的性质的应用.课时安排1课时教学过程导入新课思路1.观察下列函数有什么共同特点:①y=2x-1;②y=3x+6;③y=x;④y=-25x+1.学生回答后,教师指出本节课题.思路2.前面我们已经学习了函数的性质:定义域、解析式、值域、单调性、奇偶性等.从本节开始,我们讨论具体的函数,首先讨论的是一次函数.推进新课新知探究提出问题①回顾一次函数的定义.②一次函数的图象是什么形状?③一次函数解析式y=kx+b k≠0 中字母k和b具有什么意义?④如下图所示,直线y=kx+b上有两点P x1,y1 、Q x2,y2 .试写出自变量的改变量Δx和函数值的改变量Δy.⑤试探讨k,Δx,Δy的关系.讨论结果:①形如函数y=kx+b(k≠0)叫做一次函数.它的定义域为R,值域为R.②一次函数的图象是直线,以后简写为直线y=kx+b.因此一次函数又称为线性函数.③k叫做直线y=kx+b的斜率,b叫做直线y=kx+b在y轴上的截距.④Δx=x2-x1,Δy=y2-y1.⑤由于点P(x1,y1)、Q(x2,y2)在直线y=kx+b上,则y1=kx1+b,y2=kx2+b,两式相减,得y2-y1=k(x2-x1),Δy Δx=y2-y1x2-x1=k或Δy=kΔx(x2≠x1).这就是说它的平均变化率为常数k,即对任意点x1,相应函数值的改变量与自变量的改变量成正比.提出问题①在同一坐标系中,画出下列一次函数的图象:ⅰ y=x; ⅱ y=3x+3; ⅲ y=2x-1.②这三个一次函数的图象有什么共同点?③这三个一次函数解析式中的k有什么共同点?④由此可以归纳出什么结论?并加以证明.⑤按同样的方法可以得到,当k满足什么条件时,一次函数y=kx+b是减函数?并加以证明.讨论结果:①如下图所示.②都是上升的.③k>0.④当k>0时,一次函数y=kx+b在R上是增函数.证明如下:设x1<x2,则f(x1)-f(x2)=(kx1+b)-(kx2+b)=kx1-kx2=k(x1-x2),∵x1<x2,k>0,∴k(x1-x2)<0.∴f(x1)<f(x2).∴当k>0时,一次函数y=kx+b在R上是增函数.⑤当k<0时,一次函数y=kx+b在R上是减函数.证明如下:设x1<x2,则f(x1)-f(x2)=(kx1+b)-(kx2+b)=kx1-kx2=k(x1-x2),∵x1<x2,k<0,∴k(x1-x2)>0.∴f(x1)>f(x2).∴当k<0时,一次函数y=kx+b在R上是减函数.提出问题①归纳一次函数的奇偶性.②写出一次函数y=kx+b与两坐标轴的交点的坐标.③试归纳一次函数的性质.讨论结果:①当b =0时,一次函数y =kx +b 的图象关于原点对称;当b≠0时,一次函数y =kx +b 的图象关于原点和y 轴均不对称.因此得:当b =0时,一次函数变为正比例函数,是奇函数; 当b≠0时,它既不是奇函数,也不是偶函数.②直线y =kx +b 与x 轴的交点为(-bk ,0),与y 轴的交点为(0,b).③一次函数y =kx +b , 定义域:R . 值域:R .单调性:当k >0时,一次函数y =kx +b 在R 上是增函数; 当k <0时,一次函数y =kx +b 在R 上是减函数.奇偶性:当b =0时,一次函数变为正比例函数,是奇函数; 当b≠0时,它既不是奇函数,也不是偶函数.图象:形状是直线,与x 轴的交点为(-bk,0),与y 轴的交点为(0,b).应用示例思路1例1指出下列函数中的一次函数:(1)y =-x ;(2)y =2x;(3)y =9x -2;(4)y =x 2+1.解:根据一次函数的定义可知仅有(1)和(3)是一次函数.才是一次函数.例2求函数y =-5x -1,x ∈[1,4]的最小值.解:∵k =-5<0,∴函数y =-5x -1在R 上是减函数. ∴函数y =-5x -1,x ∈[1,4]的最小值是f(4)=-21. 点评:通常利用单调性求一次函数的最值.例1如下图所示,已知三个一次函数y =k 1x +b 1,y =k 2x +b 2,y =k 3x +b 3的图象,试分别按从小到大的顺序排列:(1)k 1,k 2,k 3;(2)b 1,b 2,b 3.解:(1)k 1,k 2,k 3分别是三条直线的斜率,由于直线y =k 2x +b 2和y =k 3x +b 3是上升的,则0<k 3<k 2,由于直线y =k 1x +b 1是下降的,则k 1<0,所以k 1<k 3<k 2.(2)b 1,b 2,b 3分别是三条直线在y 轴上的截距, 观察图可得b 3<b 1<b 2.点评:本题主要考查一次函数解析式y =kx +b(k≠0)中k 和b 的几何意义,k 是直线的答案:D.若a >0且b >0,则函数y =ax +b 的图象不经过( ).第一象限 B .第二象限 C .第三象限 D .第四象限 例2对于每个实数x ,设f(x)是y =2x +1,y =x +2和y =-2x 三个函数中的最大值,则f(x)的最小值是________.解:在同一坐标系中画出这三个函数的图象,如下图所示,则f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧-2x ,x≤-23,x +2,-23<x<1,2x +1,x≥1.则函数f(x)图象如下图所示,则f(x)的最小值是f(-23)=43.点评:本题主要考查分段函数及其性质.讨论分段函数的最值时,通常利用数形结合来解决.知能训练1.下列说法错误的是( ) A .y =ax +b 叫做一次函数 B .y =ax +b 的图象是一条直线C .当a >0时,函数y =ax +b 在R 上递增D .一次函数的平均变化率就是其对应直线的斜率 答案:A2.已知一次函数过点(12,0)且在y 轴上的截距为4,则其表达式为( )A .y =-4x +8B .y =-8x -4C .y =-4x -8D .y =-8x +4 答案:D3.已知点(3,5)和(a,7)在直线y =2x +b 上,则a ,b 的值分别为( ) A .-4,1 B .-4,-2 C .4,-1 D .-4,-1 答案:C4.直线y =x +3与y =-2x 的交点坐标为( )A .(-1,2)B .(1,-2)C .(1,2)D .(-1,-2) 答案:A5.函数y =2与y =|x|围成的封闭图形的面积是________.解析:围成的封闭图形是等腰三角形,底边长4,底边上的高为2,面积为4. 答案:46.若f[g(x)]=6x +3,且g(x)=2x +1,则f(x)等于________. 答案:3x7.若直线y =x +b 与直线y =-2x +4的交点在第一象限内,则实数b 的取值范围是________.答案:(-2,4) 拓展提升1.设集合A ={(x ,y)|y -3x -1=2,x ,y ∈R },B ={(x ,y)|-4x +y +1=0,x ,y ∈R },则A∩B 等于( )A .{1,3}B .{(1,3)}C .D . {(3,10)} 答案:C2.某商人购货,进货已按原价a 扣去25%,他希望对货物订一新价,以便按新价让利20%,销售后仍可获得售价25%的纯利,求此商人经营这种货物的件数x 与按新价让利总额y 之间的函数关系式.解:设新价为b ,则售价为b(1-20%),因原价为a ,所以进价为a(1-25%), 根据题意得b(1-20%)-a(1-25%)=b(1-20%)×25%,化简得b =54a.所以y =b·20%·x , 即y =14ax(x ∈N *).课堂小结本节学习了一次函数的性质与图象. 作业课本本节练习B 1、2.设计感想本节在设计过程中,以学生熟悉的实例引入,体现了由特殊到一般和由易到难的认知规律,有关一次函数的图象问题,有条件的学校应该充分发挥信息技术的威力.备课资料 用一次函数的性质解题某些数学问题,通过构造一次函数,将问题转化为判断一次函数f(x)在区间[a ,b]上函数值的符号问题,从而使问题获得解决.1对于满足0≤p≤4的一切实数,不等式x 2+px >4x +p -3恒成立,试求x 的取值范围. 解:令f(p)=(x -1)p +(x 2-4x +3), 当x =1时,f(p)=0,不满足f(p)>0.所以函数f(p)的图象是一条线段,要使f(p)>0恒成立,当且仅当f(0)>0,且f(4)>0.解不等式组得x ∈(-∞,-1)∪(3,+∞).2设a ,b ,c 为绝对值小于1的实数,求证:ab +bc +ca +1>0.证明:因为ab +bc +ca +1=(b +c)a +bc +1且|a|<1,|b|<1,|c|<1, 所以当b +c =0时,有ab +bc +ca +1=1-c 2>0. 当b +c≠0时,构造函数f(x)=(b +c)x +bc +1,由f(1)=b+c+bc+1=(b+1)(c+1)>0,f(-1)=-b-c+bc+1=(1-b)(1-c)>0,知对-1<x<1,都有f(x)>0成立,所以f(a)>0,即ab+bc+ca+1>0.(设计者:张新军)。
2.1.1函数的概念和图象(二)教学目标:使学生掌握函数图像的画法. 教学重点:函数图像的画法. 教学难点:函数图像的画法. 教学过程: 一、复习回顾上节课,我们学习了函数的概念,请同学们回忆一下,函数的定义是怎样的?它有几个要素?分别是什么?设A 、B 是非空的数集,如果按照某个确定的对应关系f ,使对于集合A 中的任意一个数x ,在集合B 中都有惟一确定的数f(x)和它对应,那么就称f ︰A →B 为从集合A 到集合B 的一个函数.函数有三要素:定义域、值域、对应关系.练习:下列函数中,哪个函数与函数y =x 是同一个函数? ()()()()()xx y 4x y 3x y 2x y 122332====两个只有当它们的三要素完全相同时才为同一个函数.二、学生活动在初中,我们已学过函数的图象,并能作出函数y =2x -1,y =1x(x ≠0)以及y =x2的图象.社会生活中还有许多函数图象的例子,如心电图、示波图等.回想一下,在初中我们是采用什么方法来画出函数的图象? 描点法描点法作图的步骤有哪些? 列表、描点、连线练习(P25例4)试画出下列函数的图象: ⑴f(x)=x +1⑵f(x)=(x -1)2+1,x ∈[1,3)三、建构数学将自变量的一个值x 0作为横坐标,相应的函数值f(x 0)作为纵坐标,就得到坐标平面上的一个点(x 0,f(x 0)).当自变量取遍函数定义域A 中的每一个值时,就得到一系列这样的点.所有这些点组成的集合(点集)为{(x,f(x))|x ∈A},即{(x,f(x))|y =f(x),x ∈A}, 所有这些点组成的图形就是函数y =f(x)的图象. 四、数学运用例5 估计人口数量变化趋势是我们制定一系列相关政策的依据.从人口统计年鉴中可以查得我国从1949年至1999年人口数据资料如表所示,你能根据这个表说出我国人口变化情况解:由上表的数据,画出的函数图象是11个点.补:一物体从静止开始下落,下落的距离y(m)与下落时间x(s)之间近似地满足关系式y =4.9x 2.若一物体下落2s ,你能求出它下落的距离吗?并画出它的图象.思考:设函数y =f(x)的定义域为A ,则集合P ={(x,y)|y =f(x),x ∈A}与集合Q ={y |y =f(x),x ∈A}相等吗?请说明理由.解析:P ≠Q ,因为P 、Q 的代表元素不一样,P 是点集,Q 是值域.问题:直线x =1和函数y =x 2+1的图象的公共点可能几个? 解析:根据图象知有且仅有一个公共点.变:⑴(P29习题6)直线x =a 和函数y =x 2+1几个?解析:根据图象知有且仅有一个公共点.⑵直线x =-1和函数y =x 2+1,x ∈[0.+∞)的图象的公共点可能几个? 解析:根据图象知没有公共点.⑶直线x =a 和函数y =x 2+1,x ∈A 的图象的公共点可能几个?解析:当a ∈A ,则根据图象知有且仅有一个公共点;当a ∉A 时,没有公共点.例6 试画出函数f(x)=x 2+1的图象,并根据图象回答下列问题: ⑴比较f(-2),f(1),f(3)的大小;⑵若0<x 1<x 2,试比较f(x 1)与f(x 2)的大小.解:函数的图象如下 ⑴根据图象知f(3)>f(-2)>f(1),⑵根据图象知,当0<x 1<x 2f(x 1)<f(x 2).思考:在上例⑵中,⑴如果把“0<x 1<x 2”改为 “x 1<x 2<0”,那么f(x 1)与f(x 2) 哪个大?⑵如果把“0<x 1<x 2”改为 “|x 1|<|x 2|”,那么f(x 1)与f(x 2)哪个大?解析:仍然根据函数的图象,有 ⑴f(x 1)>f(x 2).⑵∵f(x)的图象关于y 轴对称,∴当|x 1|<|x 2|时有f(x 1)<f(x 2). 学生练习P28练习1,2,3 五、回顾反思能用描点法画出常见函数的图象,并能根据函数的图象解决有关问题 六、作业P20习题2.1⑴7,8,9。
2.2 一次函数和二次函数自主整理(1)定义:函数y=kx+b(k≠0)叫做一次函数,又叫线性函数;它定义域为R ,值域为R .(2)性质:①函数改变量y 2-y 1与自变量改变量x 2-x 1比值等于常数k;k 大小表示直线与x 轴倾斜程度; ②当k>0时,一次函数为增函数,当k<0时,一次函数为减函数;③当b=0时,一次函数为正比例函数,是奇函数;当b≠0时,一次函数既不是奇函数也不是偶函数;④直线y=kx+b(k≠0)与x 轴交点为(kb -,0),与y 轴交点为(0,b).(1)定义:函数y=ax 2+bx+c(a≠0)叫做二次函数,它定义域为R .(2)性质:①函数图象是一条抛物线,它顶点坐标为(a b 2-,),它对称轴为x=ab 2-. ②当a>0时,抛物线开口向上,函数在x=a b 2-处取得最小值,在区间(-∞,a b 2-]上是减函数,在区间[ab 2-,+∞)上是增函数. ③当a<0时,抛物线开口向下,函数在x=a b 2-处取得最大值,在区间[a b 2-,+∞)上是减函数,在区间(-∞,ab 2-]上是增函数. ④当二次函数图象对称轴与y 轴重合即b=0时二次函数为偶函数,否那么既不是奇函数也不是偶函数.⑤在y=ax 2(a≠0)中,假设a>0,a 越大,抛物线开口越小,a 越小,抛物线开口越大;反之,假设a<0,a 越大,抛物线开口越大,a 越小,抛物线开口越小.总之,y=ax 2(a≠0)中,假设|a|越大,抛物线开口越小,|a|越小,抛物线开口越大.(3)三种形式:①一般式:f(x)=ax 2+bx+c(a≠0),其中a 是开口方向与大小,c 是y 轴上截距,而a b 2-是对称轴.②顶点式(配方式):f(x)=a(x-h)2+k(a≠0),其中(h,k)是抛物线顶点坐标.h=ab 2 ,k=. ③两根式(因式分解):f(x)=a(x-x 1)(x-x 2)(a≠0),其中x 1、x 2是抛物线与x 轴两个交点横坐标.如果知道一个函数一般形式,可先把所求函数写为一般形式,其中系数待定,然后再根据题设条件求出这些待定系数,这种通过求待定系数来确定变量之间关系式方法称为待定系数法. 高手笔记1.常数函数是较为特殊函数,原因在于在函数解析式y=b 中没有出现自变量x.其实常数函数就是一个多对一映射.注意:当a=0时,函数y=ax 2=0是一个常数函数,其图象即为x 轴.2.式子x=a(a 是一固定常数)虽然含有x,但不能称其为函数,原因在于一个x 对应无穷多个y,不符合函数定义,应将其与y=b 区别开来.3.二次函数是重要根底函数,必须作为重点内容来掌握.应从解析式、定义域、值域、图象、单调性、奇偶性几个方面内容进展把握.4.解决二次函数问题一定要牢牢树立数形结合思想,通过对函数图象分析寻找解决问题思路和分类讨论依据.名师解惑1.如何认识与理解常数函数?剖析:要全面认识一个函数,主要从解析式、定义域、值域、单调性、奇偶性等五个方面来认识,对于常数函数:解析式:当k=0时,y=kx+b 就变成了y=b,这就是常数函数解析式,其中b 是某一固定常数.这个解析式特点在于没有出现自变量x,这也是许多同学对常数函数感到难于理解原因.定义域:自变量x 可以取任意实数.解析式中没有出现x,说明解析式对x 没有要求,可以取任意实数.值域:常数函数值域为{b}.常数函数只有一个函数值b,就是说不管自变量怎么取值,都对应同一个函数值b.图象:因为不管自变量x 取什么值都对应一个函数值b,所以函数图象是平行于x 轴水平直线(特殊情况是x 轴).单调性:因为函数值是固定常数b,没有增减变化,函数图象也是一条水平直线,没有起伏变化,所以常数函数在定义域上没有单调性.奇偶性:定义域为R ,并且f(-x)=f(x)=b,所以一定是偶函数.如果b=0那么既是奇函数又是偶函数.2.如何由函数y=x 2图象变化得到函数y=a·x 2(a≠0)图象?又如何由函数y=ax 2(a≠0)图象变化得到y=a(x+h)2+k(a≠0)图象?再如何由函数y=ax 2(a≠0)图象得到函数y=ax 2+bx+c(a≠0)图象?剖析:(1)二次函数y=a·x 2(a≠0)图象可由y=x 2图象各点纵坐标变为原来a 倍得到,而横坐标保持不变.(2)二次函数y=a(x+h)2+k(a≠0)可由y=ax 2(a≠0)图象向左(或向右)平移|h|个单位,再向上(或下)平移|k|个单位得到.(3)要得到二次函数y=ax 2+bx+c(a≠0)图象,先将其化为y=a(x+h)2+k(a≠0)形式,再通过y=ax 2(a≠0)图象上下左右平移得到.3.二次函数性质常见有哪些综合应用?剖析:(1)关于对称轴问题:假设二次函数f(x)满足f(t+x)=f(t-x),那么f(x)关于直线x=t对称,这一性质对于一般函数也适用.(2)关于二次函数在闭区间上最值问题:当a>0时,f(x)在区间[p,q ]上最大值为M,最小值为m,令x 0=21(p+q). 假设a b 2-<p,那么f(p)=m,f(q)=M; 假设p≤a b 2-<x 0,那么f(ab 2-)=m,f(q)=M; 假设x 0≤a b 2-<q,那么f(p)=M,f(ab 2-)=m; 假设a b 2-≥q,那么f(p)=M,f(q)=m. (3)关于二次方程f(x)=ax 2+bx+c=0实根分布问题:①方程f(x)=0两根中一根比r 大,另一根比r 小a·f(r)<0.②二次方程f(x)=0两根都大于r ⇔③二次方程f(x)=0在区间(p,q)内有两根⇔讲练互动【例题1】方程ax-by+c=0(ab≠0)所对应一次函数,当a 、b 满足什么条件时函数为减函数 分析:首先将直线方程化为一次函数y=kx+b 形式,然后根据k>0时函数为增函数,k<0时函数为减函数,进而求得a 、b 所满足条件,即ab<0. 解:把ax-by+c=0整理,得y=b a x+bc , 要使得一次函数为减函数,那么b a <0,即只要a 、b 异号就可以了. 绿色通道处理一次函数问题常把解析式整理成标准形式,然后再求解.变式训练1.直线mx+(m-2)y=3(m≠2,m≠0)所对应一次函数,当函数为增函数时m 满足条件是( )A.0<mB.m<2C.0<m<2解析:把mx+(m-2)y=3整理,得y=x+,要使得一次函数为增函数,那么>0,即只要-m 、m-2同号就可以了,所以易得0<m<2. 答案:C【例题2】二次函数f(x)=ax 2+(2a-1)x+1在区间[23-,2]上最大值为3,求实数a 值. 分析:这是一个逆向最值问题,假设从求最值入手,需分a>0与a<0两大类五种情形讨论,过程烦琐不堪.假设注意到f(x)最值总是在闭区间端点或抛物线顶点处取到,因此先计算这些点函数值,再检验其真假,过程简明.解:(1)令f()=3,得a=21-. 此时抛物线开口向下,对称轴为x=-2,且-2[23-,2],故a=21-不合题意. (2)令f(2)=3,得a=21,此时抛物线开口向上,对称轴为x=0,闭区间右端点2距离对称轴远些,故a=21符合题意. (3)假设f(23-)=3,得a=32-,此时抛物线开口向下,对称轴为x=47-,闭区间为单调减区间,所以a=-32符合题意. 综上,a=21或a=32-. 绿色通道此题利用特殊值检验法,先计算特殊点(闭区间端点、抛物线顶点)函数值,再检验其真假,思路明了、过程简洁,是解决逆向型闭区间二次函数最值问题一种有效方法.变式训练2.二次函数y=x 2+2ax-3,x∈[1,2],试求函数最小值.分析:首先观察到函数图象过(0,-3),再考虑对称轴位置,由于对称轴在不同位置会出现不同结果,所以需要分三种情况讨论.解:y=x 2+2ax-3=(x+a)2-a 2-3,当-a∈(2,+∞),即a<-2时,此时函数在[1,2]上为减函数,故此时最小值为f(2)=4a+1; 当-a∈(-∞,1),即a>-1时,函数最小值为f(1)=2a-2;当-a∈[1,2],即-2≤a≤-1时,函数最小值为f(-a)=-a 2-3.【例题3】二次函数图象过(0,1)、(2,4)、(3,10)三点,求这个二次函数解析式.分析:是二次函数,且知三个点坐标,所以可以先设出二次函数解析式,用待定系数法求得.解:根据题意设这个二次函数解析式为y=ax 2+bx+c(a≠0),然后将图象所经过三个点坐标分别带入方程,联立三个方程,得解得故f(x)=23x 223-x+1. 绿色通道使用待定系数法解题根本步骤是第一步,设出含有待定系数解析式;第二步,根据恒等条件,列出含待定系数方程或方程组;第三步,解方程或方程组解出待定系数,使问题得到解决.变式训练3.假设f(x)为一次函数,且满足f [f(x)]=1+2x,那么f(x)解析式为______.解析:f(x)为一次函数,可以使用待定系数法.设f(x)=kx+b,那么f [f(x)]=f(kx+b)=k(kx+b)+b=k 2x+kb+b,利用对应系数相等即可求得k=2-,b=2--1或k=2,b=2-1.答案:f(x)=2-x 2--1或f(x)=2x+2-14.〔2007黄冈第一次高三诊断试卷,17〕二次函数f(x)满足条件f(0)=1,及f(x+1)-f(x)=2x.(1)求f(x)解析式;(2)求f(x)在[-1,1]上最值.分析:此题求函数解析式根本方法仍然是待定系数法,但确定待定系数方法是根据代数式恒等对应项系数相等来确定.求函数在给定区间上最值时,要注意对称轴位置.解:(1)由f(0)=1,可设f(x)=ax 2+bx+1.那么由f(x+1)-f(x)=2x,可得2ax+a+b=2x.∴a=1,a+b=0,即b=-1.∴f(x)=x 2-x+1.(2)∵f(x)=x 2-x+1=(x 21-)2+43, 又x∈[-1,1],∴当x=21时有最小值43,x=-1时有最大值3. 【例题4】二次函数f(x)=ax 2+bx+c,a∈N *,c≥1,a+b+c≥1,方程ax 2+bx+c=0有两个小于1不等正根,那么a 最小值为( )B.3C.4解析:由题意有由于方程有两个小于1不等正根,画图可知0<a b 2-<1,即b 2<4a 2. ∴4ac<b 2<4a 2,即a(a-c)>0.又a∈N *,且c≥1,∴a 最小值为2.答案:A绿色通道一般地,一元二次方程根分布情况问题往往从三个角度加以考虑:Δ符号,对称轴是否在区间内,端点函数值正负.变式训练2+2mx+2m+1=0.假设方程有两根,其中一根在区间(-1,0)内,另一根在区间(1,2)内,求m 范围. 分析:二次方程根问题实质上是讨论二次函数图象与x 轴交点与坐标原点位置关系问题,因此,理解交点及二次函数系数(a ——开口方向,a 、b ——对称轴,c ——图象与y 轴交点)几何意义,掌握二次函数图象特点,是解决此类问题关键.解:条件说明抛物线f(x)=x 2+2mx+2m+1与x 轴交点分别在区间(-1,0)和(1,2)内,画出示意图,得⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧->-<∈-<⇒⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>+=<+=>=-<+=.65,21,,21056)2(024)1(02)1(012)0(m m R m m m f m f f m f ∴65-<m<21-. 教材链接1.[探索与研究]设一次函数y=5x-3,取一系列x值,使得每一个x值总是比前一个大2,然后计算对应y值,这一系列函数值之间有什么关系?对任意一个一次函数都有类似性质吗?答:对于一次函数y=5x-3,取一系列x值总是比前一个大2时,那么有与之对应每一个y值总是比前一个大10;对任意一个一次函数y=kx+b(k>0),假设取一系列x值总是比前一个大m 时(m为正整数),那么有与之对应每一个y值总是比前一个大mk.2.[探索与研究]结合课件1207,对一次函数性质进展探索.答:注意强调一次函数定义中一次项系数k≠0这一条件,当k=0时,函数为y=b,它不再是一次函数,它图象是一条与x轴平行直线,通常称为常值函数.函数值改变量y2-y1与自变量改变量x2-x1比值,称作函数x1到x2之间平均变化率,对一次函数来说它是一个常数,等于这条直线斜率.一次函数y=kx+b(k≠0)单调性与一次项系数正负有关,当k>0时,函数为增函数,当k<0时,函数为减函数.理由如下:设x1、x2是任意两个不相等实数,且x1<x2,那么Δx=x2-x1>0,所以Δy=f(x2)-f(x1)=(kx2+b)-(kx1+b)=k(x2-x1)=kΔx.当k>0时,kΔx>0,所以Δy>0,所以f(x)在R上是增函数;当k<0时,同理可证f(x)在R上是减函数.要准确地作出一次函数图象,只要找准图象上两个点即可,这两个点通常是找图象与坐标轴交点.3.[探索与研究]在同一坐标系中,作函数y=x2,y=(x+1)2,y=(x-1)2,y=x2+1,y=x2-1图象,研究它们图象之间关系.答:列表:x …-3 -2 -1 0 1 2 3 …y=x2…9 4 1 0 1 4 9 …y=(x+1)2… 4 1 0 1 4 9 16 …y=(x-1)2…16 9 4 1 0 1 4 …y=x2+1 …10 5 2 1 2 5 10 …y=x2-1 …8 3 0 -1 0 3 8 …在同一坐标系中画出这五个图,如图2-2-1所示:图2-2-1通过图象,可知后四个图象都可以由y=x2通过左右上下平移得到,y=(x+1)2由y=x2向左平移一个单位得到;y=(x-1)2由y=x2向右平移一个单位得到,y=x2+1由y=x2向上平移一个单位得到,y=x 2-1由y=x 2向下平移一个单位得到.4.[探索与研究]二次函数y=ax 2+bx+c=a(x+a b 2)2+中a 、b 、c 对函数性质与图象各有哪些影响? 答:二次函数y=ax 2+bx+c(a≠0)中系数a 、b 、c 决定着函数图象和性质.(1)二次项系数a 决定了函数图象开口方向、开口大小和单调性,当a>0时,开口向上,a 越大,开口越小,函数在对称轴两侧先减后增.当a<0时,开口向下,a 绝对值越大开口越小,函数在对称轴两侧先增后减.(2)b 是否为零决定着函数奇偶性.当b=0时,函数为偶函数;当b≠0且c≠0时,函数既不是奇函数也不是偶函数.(3)c 是否为零决定着函数图象是否经过原点.另外,a 和b 共同决定着函数对称轴,a 、b 和c 三者共同决定着函数顶点位置.5.[探索与研究]请同学们自己探索研究一下,给定哪些条件,才能求出一个具体二次函数.答:运用待定系数法求二次函数解析式时,一般可设出二次函数一般形式y=ax 2+bx+c(a≠0),但如果函数对称轴或顶点坐标或最值,那么解析式可设为y=a(x-h)2+k 会使求解比拟方便.具体来说:(1)顶点坐标为(m,n),可设为y=a(x-m)2+n,再利用一个独立条件求a;(2)对称轴方程x=m,可设为y=a(x-m)2+k,再利用两个独立条件求a 与k;(3)最大值或最小值为n,可设为y=a(x+h)2+n,再利用两个独立条件求a 与h;(4)二次函数图象与x 轴只有一个交点时,可设为y=a(x+h)2,再利用两个独立条件求a 与h.。
§2.2.1一次函数的性质与图象一、新知导学(课前预习案)1、一次函数的概念:函数 叫做一次函数,它的定义域为R ,值域为 。
2、一次函数(0)y kx b k =+≠的图像是 ,简写为 ,其中k 叫做该直线的 。
b 叫做该直线在y 轴上的 。
一次函数又叫做 。
3、一次函数的性质(1)函数值的改变量 与自变量的改变量12x x x -=∆的比值等于常数 。
(2)当k >0时,一次函数是增函数;当k <0时,一次函数是 。
(3)当 时,一次函数变为正比例函数,是奇函数;当 时,它既不是奇函数也不是偶函数。
(4)直线y kx b =+与x 轴的交点为 ,与y 轴的交点为 。
二、课前自测1.函数y=(2k-1)x+b(k ≠12)在(-∞,+∞)上平均变化率小于零,则k 的取值范围是( ) A.(-12,12) B.(-∞,-12) C.(-∞,12) D.(12,+∞) 典例分析(课内探究案)例1.已知函数y=(2m-1)x+1-3m ,为何值时,(1)这个函数为正比例函数; (2)这个函数为一次函数;(3)这个函数是减函数; (4)这个函数的图象与直线y=x+1的交点在x 轴上。
例2、如果0,0ab bc ><,那么一次函数0ax by c ++=的图象可能是图中的( )A B C D跟进练习: 作函数3y x =-的图象,求:(1)该图象与两条坐标轴交点的坐标;(2)不等式30x ->的解集当堂检测1、一次函数y=mx-2m+3在(0,)+∞上为增函数,且在y 轴上的截距大于0,则m 的取值范围是 。
2、已知函数()f x 是一次函数,且(())98f f x x =+,()f x = 。
3、已知一次函数的图象经过点(3,4),(1,2)A B --。
(1)求这个一次函数的解析式,并画出图象。
(2)求AOB ∆面积课后拓展案:课本P 56练习B.2中国书法艺术说课教案今天我要说课的题目是中国书法艺术,下面我将从教材分析、教学方法、教学过程、课堂评价四个方面对这堂课进行设计。
2.2.1一次函数的性质与图象
[学习目标] 1.理解一次函数的概念,掌握一次函数的性质.2.会用一次函数的图象和性质分析问题、解决问题.
知识点一一次函数的概念
思考1那么一次函数是如何定义的?定义域和值域又是什么?
思考2一次函数的图象是什么,表达式中的k,b的几何意义又是什么?
知识点二一次函数的性质
思考一次函数图象的斜率、截距对图象有什么影响?
梳理一次函数的性质
特别提醒:注意k≠0这一条件,当k=0时,函数为y=b,它不再是一次函数,其函数图象是平行x轴或与x轴重合的一条直线.
类型一一次函数的概念
例1已知函数y=(2m-1)x+1-3m,m为何值时,
(1)这个函数为正比例函数;
(2)这个函数为一次函数;
(3)函数值y随x的增大而减小;
(4)这个函数图象与直线y=x+1的交点在x轴上.
反思与感悟 解此种类型的题目,首先要正确理解正比例函数、一次函数的概念及一次函数的性质,从概念和性质入手,问题便可迎刃而解. 跟踪训练1 设函数y =(m -3)xm 2-6m +9+m -2: (1)m 为何值时,它是一次函数? (2)在(1)的条件下判断函数的增减性.
类型二 求一次函数的解析式及参数范围
例2 (1)若直线y =3x -1与y =x -k 的交点在第四象限,则k 的取值范围是( ) A .k <1
3
B.1
3
<k <1 C .k >1
D .k >1或k <1
3
(2)已知一次函数y =kx +b (k ≠0)在x =1时,y =5,且它的图象与x 轴交点的横坐标是6,则这个一次函数的解析式为________.
反思与感悟 求一次函数的解析式的一般步骤 (1)设一次函数的解析式为y =kx +b ,其中k ≠0.
(2)根据题目中所给的条件(或隐含条件)列出实数k 与b 满足的方程组. (3)求出k 与b 的值,代入y =kx +b 即可.
跟踪训练2 一次函数的图象经过y =x +1与y =2x -3的交点A ,并且与x 轴交于点B (-1,0),
求这个一次函数的解析式,并画出其图象.
类型三一次函数中的恒成立问题
例3已知当x∈[0,1]时,不等式2m-1<x(m-1)恒成立,求m的取值范围.
引申探究
若条件改为:存在x∈[0,1],使不等式2m-1>x(m-1)成立,求m的取值范围.
反思与感悟 (1)一次函数f (x )=kx +b (k ≠0)在[m ,n ]上恒为正⇔⎩⎪⎨⎪⎧
f (m )>0,
f (n )>0.
(2)一次函数f (x )=kx +b (k ≠0)在[m ,n ]上恒为负⇔⎩
⎪⎨⎪⎧
f (m )<0,
f (n )<0.
跟踪训练3 已知f (x )=ax +2在区间[1,3]上大于零恒成立,则a 的取值范围为________. 类型四 一次函数的图象及应用
例4 画出函数y =2x +1的图象,利用图象求: (1)方程2x +1=0的根; (2)不等式2x +1≥0的解集; (3)当y ≤3时,求x 的取值范围.
反思与感悟 直线y =kx +b 上y =y 0(y 0是已知数)点的横坐标就是一元一次方程y 0=kx +b 的根,直线y =kx +b 上满足y 1≤y ≤y 2(y 1,y 2是已知数)的那条线段所对应的x 的取值范围就是一元一次不等式y 1≤kx +b ≤y 2的解集.
跟踪训练4 已知y +5与3x +4成正比例,且当x =1时,y =2,若y 的取值范围为0≤y ≤5,求x 的取值范围.
1.下述函数中,在(-∞,0]内为增函数的是( ) A .y =x 2-2 B .y =3
x
C .y =1+2x
D .y =-(x +2)2
2.一次函数y =kx (k ≠0)的图象上有一点坐标为(m ,n ),当m >0,n <0时,则直线经过( ) A .第二、四象限 B .第一、三象限 C .第二、三象限
D .第一、四象限
3.已知一次函数y =(m -2)x +m 2-3m -2,它的图象在y 轴上的截距为-4,则m 的值为( ) A .-4 B .2 C .1
D .2或1
4.当m =________时,函数y =(m +1)x 2m -
1+4x -5是一次函数.
5.若函数y =(2m -9)xm 2-9m +15是正比例函数,其图象经过第二、四象限,则m =________.
1.一次函数图象与性质的理解
(1)一次函数y =kx +b (k ≠0)的图象是一条直线,但是并非任意一条直线都是一次函数的图象.例如:x =1的图象是一条直线,但x =1不是一次函数. (2)一次函数图象过定点(-b
k
,0),(0,b ).
(3)一次函数的单调性与其一次项系数k 与0的大小关系. 当k >0时,函数单调递增, 当k <0时,函数单调递减. 2.一次函数与正比例函数
(1)一次函数y =kx +b (k 、b 是常数,k ≠0)中,若b =0,则一次函数就变为正比例函数y =kx (k 是常数,k ≠0).可见正比例函数是特殊的一次函数,一次函数是正比例函数的推广. (2)正比例函数y =kx (k ≠0)与一次函数y =kx +b (k ≠0)的图象都是直线.但正比例函数的图象一定过原点,一次函数的图象一定过点(0,b ).
答案精析
问题导学 知识点一
思考1 函数y =kx +b (k ≠0)叫做一次函数,它的定义域为R ,值域为R .
思考2 一次函数y =kx +b (k ≠0)的图象是直线,其中k 叫做该直线的斜率,b 叫做该直线在y 轴上的截距.一次函数又叫做线性函数. 知识点二
思考 斜率影响直线的倾斜程度、截距影响直线的位置. 梳理 增函数 减函数 题型探究
例1 解 (1)由题意,得⎩
⎪⎨⎪⎧
1-3m =0,
2m -1≠0,
∴⎩⎨⎧
m =1
3,
m ≠1
2,
∴m =1
3
.
(2)函数为一次函数,只需且必须2m -1≠0, 即m ≠1
2
且m ∈R .
(3)据题意,2m -1<0,∴m <1
2
.
(4)由方程组⎩
⎪⎨⎪⎧
y =(2m -1)x +1-3m ,
y =x +1,
得(2m -2)y =5m -2(*) ∵2m -2≠0(否则*式不成立), ∴y =5m -22m -2,令5m -22m -2
=0,得m =2
5.
跟踪训练1 解 (1)由一次函数的表达式知,⎩
⎪⎨⎪⎧
m -3≠0,
m 2-6m +9=1.
解得m =2或m =4.
(2)当m =2时,m -3=2-3=-1<0, 所以对应的函数是减函数; 当m =4时,m -3=1>0,
所以对应的函数是增函数. 例2 (1)B (2)y =-x +6
跟踪训练2 解 由⎩⎪⎨⎪⎧
y =x +1,
y =2x -3,
解得⎩
⎪⎨⎪
⎧
x =4,y =5,即A (4,5).
设一次函数的解析式为y =kx +b (k ≠0),
因为函数图象过A (4,5)与B (-1,0),
则有⎩⎪⎨⎪⎧
5=4k +b ,0=-k +b ,
解得⎩
⎪⎨⎪⎧
k =1,b =1,
所以一次函数解析式为y =x +1,其图象如图.
例3 解 ∵当x ∈[0,1]时,不等式2m -1<x (m -1)恒成立, ∴x (m -1)-(2m -1)>0恒成立. 令f (x )=x (m -1)-(2m -1),
则当x ∈[0,1]时,f (x )的图象恒在x 轴上方,
∴⎩⎪⎨⎪⎧ f (0)>0,f (1)>0,即⎩⎪⎨⎪⎧
-(2m -1)>0,-m >0,
∴m <0,
即m 的取值范围为(-∞,0).
引申探究 解 若在[0,1]上存在x 使2m -1>x (m -1)成立,则等价于f (x )=(m -1)x -2m +1在[0,1]上存在x 使函数值为负值,即x ∈[0,1]时,f (x )min <0. 当m =1时,f (x )=-1<0恒成立; 当m <1时,m -1<0,
由f (x )min =f (1)=-m <0得m >0, 故0<m <1.
当m >1时,m -1>0,
由f (x )min =f (0)=-2m +1<0得m >1
2
,故m >1.
综上所述,m 的取值范围是(0,+∞). 跟踪训练3 (-2
3
,+∞)
例4 解 因函数y =2x +1的图象与y 轴相交于点A (0,1),与x 轴交于点B (-1
2,0),过A ,B
作直线,直线AB 就是函数y =2x +1的图象.如图所示.
(1)直线AB 与x 轴的交点为B (-12,0),所以方程2x +1=0的根为x =-1
2
.
(2)从图象上可以看到,射线BA 上的点的纵坐标都不小于零,即y =2x +1≥0.因为射线BA 上的点的横坐标满足x ≥-12,所以不等式2x +1≥0的解集是{x |x ≥-1
2
}.
(3)过点(0,3)作平行于x 轴的直线CC ′,交直线AB 于C (1,3),直线CC ′上点的纵坐标y 均等于3,直线AB 上位于直线CC ′下方的点的纵坐标y 均小于3,射线CB 上点的横坐标满足x ≤1.
跟踪训练4 解 由已知可设y +5=k (3x +4)(k ≠0), 将x =1,y =2代入得,
7=k (3+4),∴k =1,即y =3x -1, ∵0≤y ≤5,∴0≤3x -1≤5.∴1
3≤x ≤2.
当堂训练
1.C 2.A 3.C 4.1 5.2。