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第5讲二次函数的图像与性质1．理解二次函数的概念，能用待定系数法确定二次函数的解析式；2．并结合图像理解抛物线、对称轴、顶点、开口方向等概念；3．.经历探索二次函数图象及性质紧密联系的过程，能运用二次函数的图象和性质解决简单的实际问题，深刻理解数学建模思想以及数形结合的思想．知识点01 二次函数y=ax2（a≠0）的图像及性质1.二次函数y=ax2(a≠0)的图像用描点法画出二次函数y=ax2（a≠0）的图像，如图，它是一条关于y轴对称的曲线，这样的曲线叫做抛物线.因为抛物线y=x2关于y轴对称，所以y轴是这条抛物线的对称轴，对称轴与抛物线的交点是抛物线的顶点，从图上看，抛物线y=x2的顶点是图像的最低点。
因为抛物线y=x2有最低点，所以函数y=x2有最小值，它的最小值就是最低点的纵坐标.2.二次函数y=ax2(a≠0)的图像的画法用描点法画二次函数y=ax2（a≠0）的图像时，应在顶点的左、右两侧对称地选取自变量x的值，然后计算出对应的y值，这样的对应值选取越密集，描出的图像越准确.特别说明：二次函数y=ax2(a≠0)的图像．用描点法画二次函数y=ax2(a≠0)的图像，该图像是轴对称图形，对称轴是y轴．y=ax2(a≠0)是最简单的二次函数，把y=ax2(a≠0)的图像左右、上下平行移动可以得到y=ax2+bx+c(a≠0)的图像．画草图时应抓住以下几点：1）开口方向，2）对称轴，3）顶点，4）与x轴的交点，5）与y 轴的交点.3.二次函数y=ax2(a≠0)的图像的性质二次函数y=ax2（a≠0）的图像的性质，见下表：函数图像开口方向顶点坐标对称轴函数变化最大（小）值知识精讲目标导航特别说明：顶点决定抛物线的位置.几个不同的二次函数，如果二次项系数a 相同，那么抛物线的开口方向、开口大小完全相同，只是顶点的位置不同. │a │相同，抛物线的开口大小、形状相同. │a │越大，开口越小，图像两边越靠近y 轴，│a │越小，开口越大，•图像两边越靠近x 轴.【知识拓展1】画函数212y x =-的图像．【即学即练1】画出二次函数y ＝x 2的图像．【知识拓展2】y=ax 2a>0向上 （0，0） y 轴 x>0时，y 随x 增大而增大； x<0时，y 随x 增大而减小.当x=0时，y 最小=0y=ax 2a<0向下 （0，0） y 轴 x>0时，y 随x 增大而减小； x<0时，y 随x 增大而增大.当x=0时，y 最大=0如图所示四个二次函数的图像中，分别对应的是① y＝ax2；② y＝bx2；③ y＝cx2；④ y＝dx2．则a、b、c、d的大小关系为_____．【即学即练1】如图，已知点A（-4，8）和点B（2，n）在抛物线y=ax2上．求a的值及点B的坐标.【知识拓展3】函数y=ax2（a≠0）与直线y=2x-3的图像交于点（1，b）．求：（1）a和b的值；（2）求抛物线y=ax2的开口方向、对称轴、顶点坐标；（3）作y=ax2的草图．【即学即练】已知函数是关于x的二次函数．（1）求m的值．（2）当m 为何值时，该函数图像的开口向下？ （3）当m 为何值时，该函数有最小值，最小值是多少？【知识拓展4】已知22(1)ky k x -=+是关于x 的二次函数.(1)求满足条件的k 的值；(2)k 为何值时，抛物线有最低点？求出这个最低点.当x 为何值时，y 的值随x 值的增大而增大？ (3)k 为何值时，函数有最大值？最大值是多少？当x 为何值时，y 的值随x 值的增大而减小？【即学即练1】已知 是二次函数，且函数图像有最高点．（1）求k 的值；（2）求顶点坐标和对称轴，并说明当x 为何值时，y 随x 的增大而减少．【即学即练2】已知函数y ＝（k ﹣2）245kk x-+是关于x 的二次函数，求：（1）满足条件的k 的值；（2）当k 为何值时，抛物线有最高点？求出这个最高点，这时，x 为何值时，y 随x 的增大而增大？（3）当k 为何值时，函数有最小值？最小值是多少？这时，当x 为何值时，y 与x 的增大而减小？【知识拓展5】如图，梯形ABCD 的顶点都在抛物线2y x =-上，且////AB CD x 轴.A 点坐标为（a,-4），C 点坐标为（3,b ）.（1）求a ，b 的值； （2）求B ，D 两点的坐标； （3）求梯形的面积.【即学即练1】在平面直角坐标系中，若抛物线22y x =与直线1y x =+交于点(,)A a b 和点(,)B c d ，其中a c >，点O 为原点，求ABO ∆的面积.【即学即练2】抛物线y ＝ax 2(a ＞0 )上有A 、B 两点，A 、B 两点的横坐标分别为－1，2．求a 为何值时，△AOB 为直角三角形．知识点02二次函数y=ax 2+k(a ≠0)的图像及性质1.二次函数y=ax 2+k(a ≠0)的图像 （1）0a >（2）0a <jxOy()20y ax k k =+>cjyxOc()20y ax k k =+<jyxOc()0y ax k k =+>jyxOc()20y ax k k =+<2.二次函数y=ax 2+k(a ≠0)的图像的性质关于二次函数y=ax 2+k(a ≠0)的性质，主要从抛物线的开口方向、顶点、对称轴、函数值的增减性以及函数的最大值或最小值等方面来研究．下面结合图像，将其性质列表归纳如下：函数2(a 0,k 0)y ax k =+>> 2(a 0,k 0)y ax k =+<>图像开口方向 向上 向下 顶点坐标 (0，k) (0，k) 对称轴 y 轴y 轴函数变化 当0x >时，y 随x 的增大而增大； 当0x <时，y 随x 的增大而减小.当0x >时，y 随x 的增大而减小；当0x <时，y 随x 的增大而增大.最大（小）值 当0x =时，=y k 最小值当0x =时，=y k 最大值3.二次函数()20y ax a =≠与y=ax 2+k(a ≠0)之间的关系；（上加下减）.()20y ax a =≠的图像向上（k ＞0）【或向下（k ＜0）】平移│k │个单位得到y=ax 2+k(a ≠0)的图像.特别说明：抛物线y=ax 2+k(a ≠0)的对称轴是y 轴，顶点坐标是(0，c)，与抛物线2(0)y ax a =≠的形状相同．函数y=ax 2+k(a ≠0)的图像是由函数2(0)y ax a =≠的图像向上（或向下）平移k 个单位得到的，顶点坐标为(0，k)．抛物线y ＝ax 2(a ≠0)的对称轴、最值与顶点密不可分，其对称轴即为过顶点且与x 轴垂直的一条直线，其顶点横坐标x ＝0，抛物线平移不改变抛物线的形状，即a 的值不变，只是位置发生变化而已．【知识拓展1】如图，已知抛物线24y x =-+．（1）该抛物线顶点坐标为________；（2）在坐标系中画出此抛物线y 的大致图像（不要求列表）；（3）该抛物线24y x =-+可由抛物线2y x =-向________平移________个单位得到； （4）当0y >时，求x 的取值范围． \【即学即练1】已知二次函数2y ax =与22y x c =-+．（1）随着系数a 和c 的变化，分别说出这两个二次函数图像的变与不变；（2）若这两个函数图像的形状相同，则a =______；若抛物线2y ax =沿y 轴向下平移2个单位就能与22y x c =-+的图像完全重合，则c =______． （3）二次函数22y x c =-+中x 、y 的几组对应值如下表：x2- 1 5ym np表中m 、n 、p 的大小关系为______．（用“<”连接）． 【即学即练2】在同一平面直角坐标系中画出函数和21y x =-+的图像，并根据图像回答下列问题：（1）抛物线21y x =-+经过怎样的平移才能得到抛物线2y x =-？（2）函数21y x =-+，当x_______时，y 随x 的增大而减小；当x________时，函数有最大值，最大值是_____________；其图像与y 轴的交点坐标是______，与x 轴的交点坐标是________________. （3）试说出抛物线2132y x =-的开口方向、对称轴和顶点坐标.【知识拓展2】已知二次函数y ＝ax 2与y ＝﹣2x 2+c ．（1）随着系数a 和c 的变化，分别说出这两个二次函数图像的变与不变；（2）若这两个函数图像的形状相同，则a ＝ ；若抛物线y ＝ax 2沿y 轴向下平移2个单位就能与y ＝﹣2x 2+c 的图像完全重合，则c ＝ ； （3）二次函数y ＝﹣2x 2+c 中x 、y 的几组对应值如表：表中m 、n 、p 的大小关系为 （用“＜”连接）．【即学即练2】在同一直角坐标系中画出二次函数2113=+y x 与二次函数2113=--y x 的图形．（1）从抛物线的开口方向、形状、对称轴、顶点等方面说出两个函数图像的相同点与不同点； （2）说出两个函数图像的性质的相同点与不同点．【即学即练2】二次函数图像上部分点的横坐标x ，纵坐标y 的对应值如下表：（1）m = ；（2）在图中画出这个二次函数的图像；（3）当5y ≥时，x 的取值范围是 ； （4）当41x -＜＜时，y 的取值范围是 .【知识拓展3】如图，在平面直角坐标系中，y 轴上一点A （0,2），在x 轴上有一动点B ，连结AB ，过B 点作直线l ⊥x 轴，交AB 的垂直平分线于点P(x,y)，在B 点运动过程中，P 点的运动轨迹是________,y 关于x 的函数解析式是________.【即学即练1】在线段BG 上取点C ，分别以BC 、CG 为边在BG 的同一侧构造正方形ABCD 和正方形ECGF ，点P 、Q 分别是BC 、EF 的中点，连接PQ ，若8BG =，则线段PQ 的最小值为______．【即学即练2】请你写出一个二次函数，其图像满足条件：①开口向下；②与y 轴的交点坐标为(0,3).此二次函数的解析式可以是______________【即学即练3】写出一个对称轴是y 轴的二次函数的解析式_____．知识点03函数2()(0)y a x h a =-≠与函数2()(0)y a x h k a =-+≠的图像与性质 1.函数2()(0)y a x h a =-≠的图像与性质2.函数2()(0)y a x h k a =-+≠的图像与性质 特别说明：二次函数2()+(0y a x h k a =-≠）的图像常与直线、三角形、面积问题结合在一起，借助它的图像与性质．运用数形结合、函数、方程思想解决问题． 2.性质： 二次函数的平移 1.平移步骤：⑴ 将抛物线解析式转化成顶点式()2y a x h k =-+，确定其顶点坐标()h k ，； a 的符号开口方向 顶点坐标 对称轴 性质0a >向上()0h ， x=hx h >时，y 随x 的增大而增大；x h <时，y 随x 的增大而减小；x h =时，y 有最小值0． 0a <向下 ()0h ，x=hx h >时，y 随x 的增大而减小；x h <时，y 随x 的增大而增大；x h =时，y 有最大值0．a 的符号开口方向 顶点坐标 对称轴 性质0a >向上()h k ， x=hx h >时，y 随x 的增大而增大；x h <时，y 随x 的增大而减小；x h =时，y 有最小值k ．0a < 向下 ()h k ，x=hx h >时，y 随x 的增大而减小；x h <时，y 随x 的增大而增大；x h =时，y 有最大值k ．⑵ 保持抛物线2y ax =的形状不变，将其顶点平移到()h k ，处，具体平移方法如下：2.平移规律：在原有函数的基础上“h 值正右移，负左移；k 值正上移，负下移”．概括成八个字“左加右减，上加下减”． 特别说明：⑴c bx ax y ++=2沿y 轴平移:向上（下）平移m 个单位，c bx ax y ++=2变成m c bx ax y +++=2（或m c bx ax y -++=2）⑵c bx ax y ++=2沿x 轴平移：向左（右）平移m 个单位，c bx ax y ++=2变成c m x b m x a y ++++=)()(2（或c m x b m x a y +-+-=)()(2）【知识拓展1】已知二次函数经过点(0,3)，且当1x =时，函数y 有最大值4． （1）求二次函数的解析式；（2）直接写出一个与该函数图像开口方向相反，形状相同，且经过点(0,3)的二次函数解析式．【即学即练1】已知函数()()27322m y m x m -=-++-是二次函数．（1）求m 的值；（2）求这个二次函数的解析式，并指出开口方向、对称轴和顶点坐标．【即学即练2】已知二次函数y ＝－x 2＋4x .(1)用配方法把该二次函数化为y ＝a (x －h )2＋k 的形式，并指出函数图像的对称轴和顶点坐标； (2)求这个函数图像与x 轴的交点的坐标．【即学即练3】 已知抛物线2()y a x h =-，当2x =时，有最大值，且抛物线过点(1,3)-．（1）求抛物线的解析式；（2）当y 随x 的增大而增大时，求x 的取值范围； （3）求抛物线与y 轴的交点坐标．【知识拓展2】已知二次函数20.50.5y x x =--，求顶点坐标，小明的计算结果与其他同学的不同，小明的计算过程：20.50.5y x x =--221x x =--……①； 22111x x =-+--……②；()212x =--……③；∴顶点坐标是()1,2-……④；（1）请你帮他检查一个，在标出的①②③④几个步骤中开始出现错误的是________________步．（2）请写出此题正确的求顶点的计算过程．【即学即练1】确定下列函数图像的开口方向、对称轴及顶点坐标. (1)()221y x =+； (2)()245y x =--.【知识拓展3】把二次函数y=2x 2的图像向左平移1个单位长度，再向下平移2个单位长度，平移后抛物线的解析式为____________．【即学即练1】抛物线y ＝3(x －2)2的开口方向是______，顶点坐标为______，对称轴是______．当x ______时，y 随x 的增大而增大；当x ＝______时，y 有最______值是______，它可以由抛物线y ＝3x 2向______平移______个单位得到．【即学即练2】将二次函数y=2x 2﹣1的图像沿y 轴向上平移2个单位，所得图像对应的函数表达式为________． 【知识拓展4】一条抛物线经过点A(-2，0)且抛物线的顶点是(1，－3)，求满足此条件的函数解析式．【即学即练1】将抛物线y=﹣2（x+1）2+1绕其顶点旋转180°后得到抛物线的解析式为______； 将抛物线y=﹣2（x+1）2+1绕原点旋转180°后得到抛物线的解析式为______． 【即学即练2】已知二次函数的顶点为(2,2)-且过点(1,3)-，求该函数解析式．【即学即练3】 求符合下列条件的抛物线2(1)y a x =-的函数关系式，（1）通过点（3，8）；（2）与212y x =的开口大小相同，方向相反。
